急倾斜薄矿体采场围岩及假底应力分布规律研究

急倾斜极薄矿脉是有色、黄金矿山常见的矿体形态,多采用人工假底的留矿法或削壁充填法回采,研究采动过程中围岩和人工假底的受力分布对于设计假底参数和安全开采具有重要意义。以某金矿削壁充填采场为工程背景,模拟研究了人工假底及围岩采动过程中应力变化规律。上、下盘围岩采动后最大主应力和最小主应力减小,回采区域顶板应力集中。假底中心处垂直压力最小,越靠近上、下盘边壁垂直压力增加,随着采高增加,假底各部位的垂直压力增加,最后呈收敛趋势。人工假底主要是剪应力破坏,假底破坏主要是上、下盘高水平应力未作用在同一轴线而产生的剪应力造成的。根据散体侧压力和采动应力变化规律,提出在采场内每隔10m利用混凝土铺底,增加人工假底中混凝土强度及垂直方向的配筋,提高假底抗剪强度,从而提高深部采场回采的安全性和人工假底的稳固性。

充填采矿技术应用分析

在矿山开采作业中,充填开采技术占据重要地位,目前已被广泛应用于实际开采中。探讨了充填采矿技术的优点,指出了传统采矿存在的问题,分析了充填开采理论基础及其实践应用,包括分段充填采矿技术、上向分层充填采矿技术、下向分层充填采矿法、削壁充填采矿技术的具体应用。未来,需创新充填采矿技术,开发高强度填充物料,以提升矿产资源回收效率和开采作业效率,减轻采矿压力,提升采矿工程质量。

智能采掘装备在阶段空场嗣后充填法中的应用

随着国民经济建设的快速发展,地下矿产资源需求量不断增大,金、银、铜、铁等战略性矿产资源是国民经济的基础。为满足国家工业生产需求,需要提升地下矿山的开采效率,由于阶段空场嗣后充填采矿法便于实现机械化开采,在我国地下矿山得到了日益广泛的应用,但目前阶段其仍然存在关键环节和重点部位用人多、智能化程度较低、安全风险高等问题,如何实现安全、智能、绿色、高效开采是亟需解决的问题。本文详细介绍了采准、切割、回采三个环节智能采掘装备的特点及应用,提出了阶段空场嗣后充填采矿法的智能采掘方案,并已将该技术成功应用于矿山实际生产,实现了凿岩穿孔智能化、天井掘进无人化,对推动我国智能矿山建设提供了重要的技术装备支撑。

砖瓦用黏土矿历史遗留废弃矿山边坡治理浅析

内蒙古呼和浩特市和林格尔县是构建我国北方生态安全屏障的重要组成部分。为系统解决该地区历史遗留废弃矿山以往矿山开采过程中所引发的崩塌、滑坡等一系列地质灾害问题,提升区域生态系统质量,选用削坡垫坡工程对和林格尔县某区域21处砖瓦用黏土矿历史遗留废弃矿山图斑的高陡边坡进行治理。在对项目区内各边坡实际情况进行具体分析后,通过公式计算出是否需要削垫坡及削垫坡范围,采用南方CASS11软件DTM三角网两期土方法精确计算土(石)方量。此治理工程可最大程度上消除地质灾害隐患且使治理后边坡与周边原始地形相协调,为内蒙古地区其他历史遗留废弃矿山边坡治理工程提供方法和经验。

破碎薄矿体采场整体地压控制方案与参数优化研究

针对某企业所属矿区破碎薄矿体在采用削壁充填法回采时存在冒顶片帮问题,提出向上回采过程中浇筑水平和垂直方向的混凝土柱,用于控制采场整体地压,防止上盘岩体的大规模变形。利用FLAC3D软件对混凝土柱双向间隔参数进行数值优化,设计了9组参数方案,模拟得到了各分层回采后采场内部、周边矿岩以及混凝土柱的应力场、位移场及塑性区的分布情况,结果显示当混凝土柱间距参数为25 m×20 m时,混凝土柱内部塑性显著增长,并随着间距参数的增大呈现大面积贯通,导致混凝土柱支护强度减弱,影响整个采场的稳定性,因此,从塑性区角度和矿山需求进行判断,建议采场混凝土柱间距尺寸选为25 m×15 m。

无滤水井条件下采场充填体赋水特性调查研究

某铜矿充填采场前期未进行有效滤水,含水充填体渗水对下中段采场生产形成安全威胁。为摸清各中段采场含水充填体的赋水特性,开展了探水孔调查及瞬变电磁探测,提出了不同赋水状态假设,并通过探水验证孔进行验证。针对赋水特性,制定探放水设计方案。结果发现,水主要存在于各中段采场充填体内最下部分段第1~3分层内,上下盘围岩内无水。在各回采联道向上施工放水孔,穿透隔离顶柱和上部中段首采分层假顶至采场充填体内部,疏干采场内赋水。该研究对于同类含水充填体采场赋水特性调查及安全开采具有借鉴意义。

新型钢模板顺路溜井在上向水平分层充填采矿法中的应用

充填采矿法将是未来地下开采的主要发展方向,优化充填采矿法的开采工艺尤为必要。然而在充填采矿法中溜井作为大部分矿山上部各中段采场矿石实现集中运输,保证各分段出矿能力提高生产力的作用,因此安全高效的溜井施工方案对于提高矿山生产能力,降低施工成本尤为重要。基于此,文章结合湖南某铅锌矿地下开采采用上向水平分层充填采矿法的特点,提出了采用预制钢模板替代传统钢筋砼浇筑制作采场溜矿井的新型钢模板顺路溜井施工方案并在现场进行了应用,现场试验表明,新型钢模板顺路溜井施工方案具有减轻劳动强度、提高生产效率、降低采矿成本、降低作业风险等优点,可为类似矿山上向水平分层充填采矿法溜井施工提供借鉴。

岩层微扰上向分层充填法在海底开采中的应用

三山岛金矿新立矿区是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,国内仅龙口在海下采煤。三山岛矿区矿体位于海床下数十米至数百米范围内,是完全意义上的海底开采,充填法是首选的采矿方法。通过不同浓度不同灰砂比的充填尾砂胶结性能研究,确定充填浓度为70%左右时,胶结充填灰砂比为1∶8,胶结充填面灰砂比为1∶4,并采用岩层微扰上向水平分层充填法开采,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。

半挖半填工况加筋土挡墙失稳机制试验研究与上限法分析

设计并制作半挖半填工况的绿色加筋格宾模型挡墙,通过在挡墙顶部施加分级均布荷载,测试挡墙在各级荷载作用下的变形、土压力和筋材拉应变,并进行数值模拟,探讨挡墙承载力的发展规律和失稳模式;基于塑性极限分析的上限法,建立半挖半填工况加筋土挡墙的极限承载力,安全系数和极限高度的计算方法。研究表明:在墙顶分级均布荷载作用下,半挖半填工况加筋土挡墙承载力的发展过程可分为初始压密、正常发展、屈服和破坏失稳4个阶段;挡墙墙顶竖向沉降呈三角形分布,挡墙沿填挖交界面发生滑移失稳;挡墙面墙变形、土压力和筋材拉应变分布规律受挡墙的失稳模式影响;所推导的半挖半填工况加筋土挡墙稳定性分析方法考虑台阶面筋材的作用,具有较高的精度。

充填体与岩体能量和强度匹配的分析及应用

矿山嗣后充填法中,采用经验类比法判定胶结充填体的强度存在诸多问题。利用新的方法来分析充填体与岩体的匹配是必要的。对某铜矿灰砂比为1∶6、1∶8、1∶10和1∶12的4种尾砂胶结充填体进行力学试验和匹配分析。首先利用损伤力学方法建立充填体破坏前本构方程,根据岩体开挖释放能量与充填体蓄积应变能相近的原则,来判定岩体与充填体的匹配;然后运用GTS/MI-DAS有限元软件模拟开采-充填过程,根据应力变化与充填体极限强度的大小关系判定两者的匹配。2种方法所得到的结论一致。分析结果表明,该矿山宜采用充填配比不小于1∶10的尾砂胶结充填体。

机械化水平分层充填采矿法在新桥矿业公司的应用

新桥矿业有限公司采用凿岩台车、铲运机、顶板服务台车配套的机械化水平分层充填采矿法，两步骤回采，矿柱宽度10m，矿房宽度12m，最大控顶高度5m，分层回采高度3．2m。首先回采矿柱，胶结充填后，形成人工矿柱，在人工矿柱保护下，第二步回采矿房，进行非胶结充填。所采用的采准、切割及回采工艺合理，经济技术指标先进，可供类似条件矿山借鉴。

磷石膏充填采矿技术应用及经济环境效益评价

磷矿加工要产出大量的磷石膏渣,不仅要占用土地,而且对环境产生污染.以磷石膏作为充填骨料对磷矿山采空区进行充填,不仅为磷石膏的处理找到了一条新的途径,而且可提高磷矿回采率,减少开采对地表的破坏,获得较好的经济效益和环境效益,推广应用前景良好.

盘区下向充填分层道稳定性数值模拟

龙首矿采用下向水平分层六角形进路充填采矿法,分层道是关键通道,其稳定性至关重要。应用FLAC3D软件建立了分层道及六角形进路数值模型,应用强度等效原则确定了分层道底部配筋充填体的力学参数。分别研究了分层道假顶为素充填体和配筋充填体情况下的稳定性。结果表明,分层道开挖暴露的大面积矩形薄板,最大挠曲在中部位置,破坏方式从中部开始拉断破坏,应在开采过程中加强对顶板的支护及对中部位置的监测。此外,分层道假顶为素充填体时不利于矿山的安全生产,尤其在进路与分层道交叉巷道处,应加密配筋密度,防止出现冒落及掉块现象。

盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法试验研究

以新城金矿深部厚大破碎矿体为研究对象,针对其开采中存在的深井高应力、矿岩破碎、允许暴露面积小、作业安全性差、矿化严重不均、矿体短、可供布置的矿房个数少、生产能力低等技术难题开展了研究,创造性地提出了盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法。通过进路无间柱连续开采和盘区阶梯式布置实现了深部厚大破碎矿体安全、高效、低贫损开采。二年多的现场工业试验证明,该采矿法采切工程量少、工艺简单、作业机动灵活、安全性好、开采成本低、盘区生产能力大,是一种适合于新城金矿深部矿体的理想采矿方法。

上向进路与上向分层充填法在李官集铁矿的应用

李官集铁矿为厚大多层急倾斜铁矿床,矿体底板为构造破碎带,原采用分段空场采矿法,但下盘围岩垮落严重,夹石难以剔除,损失贫化很大,存在严重的安全隐患。经改进,下盘矿体采用上向进路充填法,上盘矿体采用上向分层充填法分区联合开采,根据矿岩稳固性调整采场顶板跨度,多层矿体联合开采,降低了损失贫化率和采准工程量,实现了安全高效开采,取得了良好经济效益。

基于ERT技术的矿山充填管道堵塞三维可视化检测方法

全尾砂胶结充填法,在金属矿山的开采中被广泛应用。充填料浆在管输过程中的堵管、爆管现象,给充填管道带来很大的安全隐患,是制约充填技术发展和应用的瓶颈。为了探索矿山充填管道堵塞的可视化检测方法,获取矿山充填管道内壁结块的几何形状与相对位置的三维信息,利用COMSOL软件建立多层ERT传感阵列的三维模型,采用有限元方法求解ERT正问题,阐明了ERT三维敏感场内电势与电流密度的变化趋势。在此基础上,以灵敏度为媒介分析ERT的“软场”特性,揭示了三维敏感场内检测灵敏度的分布规律。采用Gauss-Newton算法求解ERT的逆问题,对5种堵塞仿真模型进行三维图像重建,仿真结果表明正则化Gauss-Newton一步算法在重建图像质量上与正则化Gauss-Newton迭代算法差别极小,但在重建时间上优于正则化Gauss-Newton迭代算法,更适合三维图像重建。Gauss-Newton一步算法中选择Laplace先验知识优于Noser先验知识。最后,根据仿真模型,采用某金属矿尾砂制作尺寸不同的4种结块试件,养护14 h后放入充满质量分数为74%全尾砂充填料浆的竖直管道中的5个不同位置,模拟充填管道内壁5种不同的结块位置及堵塞程度。利用自主研发的48电极3D-ERT成像系统,采用Gauss-Newton一步算法,对以上5种堵塞情况进行三维成像实验。实验结果表明:实测结果与仿真结果一致,重建图像可以准确反映出管道内壁结块的几何形状和所处位置等三维信息。

凡口铅锌矿采矿工艺现状与浅析

介绍凡口铅锌矿采矿工艺的应用情况 ,并对几种采矿工艺进行分析和评价。针对凡口铅锌矿的开采技术条件 ,指出多种采矿工艺并存、合理安排其比例 ,能有效地回收矿产资源 ,提高采场生产能力 ,创造显著的经济效益。

上向水平分层干式充填法在某铀矿床中的应用

针对某铀矿床倾斜脉状铀矿体形态复杂、产状变化大、开采条件复杂的特点,采用上向水平分层干式充填采矿法对该矿体进行开采,采矿强度为6.13t/(m2·月),损失率为4.68%,取得较好的效果。

破碎带内难采矿体采矿方法优化研究

针对破碎带内成矿特点,结合矿山开采技术条件和现有开采情况,对现有采矿方法进行优化,采用上向分层干式充填采矿法进行开采,该采矿方法充分利用围岩的破碎性,有效解决了厚矿体开采后的废石充填问题,避免了工作面围岩瞬时冒落事故的发生;改善了采场作业环境,降低了矿石损失贫化指标,对类似矿山的开采具有一定的借鉴意义。

缓倾斜复杂矿体采矿方法及采场结构参数研究

某缓倾斜磷矿赋存条件复杂,分3种赋存状态:a.含夹石的3层矿体;b.上分支下复合的两层矿体;c.上复合下分支的两层矿体。由于矿石品位较低,为了实现矿山安全高效开采,降低损失贫化率,针对中厚矿层提出了分层房柱采矿法,薄矿层提出了削底(顶)充填采矿法,同时根据矿石的物理力学性质及矿压计算分析了采场结构参数,研究结果表明:矿房跨度10m,矿柱尺寸为4m×4m,回采效果最佳,矿块矿石损失率小于21%,贫化率小于5%,平均生产能力可达800t/d。