缓倾斜薄钨矿脉矿柱回采方案探讨

缓倾斜薄矿脉赋存在我国金属和非金属矿山较为常见。针对南温河钨矿全面法采矿残留矿柱的留存条件和回采难点进行分析和研究,提出使用人工假柱置换矿柱的矿柱回采方案。研究表明:混凝土人工假柱尺寸6.0m,间距10~12m能够满足矿柱的安全回采;同时回收矿柱约为14.8万t,产出钨精矿约776.3t,净收入约7 700万元。在保证安全的前提下,为企业带来良好的经济效益。     

南温河钨矿矿柱回采方案设计与稳定性研究

矿柱的安全回采是我国金属矿山面临的紧迫问题,直接关系到矿山的可持续发展,在维持矿柱采场稳定的前提下提高其回采率,是残留矿柱安全开采急需解决的问题。以南温河钨矿矿柱回收为研究对象,根据前期现场调研、工程现场监测试验、CMS探测,结合FLAC~(3D)数值模拟等手段,揭示全面法矿柱群应力分布规律,分析了人工矿柱结构参数对房柱法采场稳定性的影响。研究表明:用人工假柱置换原生矿柱后,人工假柱中垂直应力为5～10MPa,水平应力0.1～1MPa,应力值相对较小,且分布较为均匀,未出现应力集中现象;顶板最大下沉量为10.7 mm,底板最大鼓起量为10mm,较原先仅仅依靠矿柱自稳的情况,稳定性得到了有效改善。研究结果为矿山矿柱回收方案选择提供了理论参考,具有重要的工程意义。     

基于Voronoi图和FLAC3D房柱法矿柱回采可行性评价

针对南温河钨矿矿柱安全回采问题,采用理论分析和数值模拟方法,对该矿的矿柱回采试验采场采空区稳定性进行分析。通过Voronoi图法和矿柱强度经验公式得到矿柱安全系数,以评价矿柱稳定性;在理论分析基础上,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对矿柱置换回采前、后的采空区稳定性进行评价。研究表明:试验采场内除矿柱K2、K6和K10外,其余矿柱均稳定性良好;人工混凝土假柱能够满足试验采场矿柱安全回采要求。     

香炉山钨矿矿柱安全回采工艺研究与应用

为解决香炉山钨矿二步骤采场采空区内点柱回采难题,针对典型采场W11进行矿柱回采工艺研究和工业试验。根据类似矿山回采经验,选择采用浅孔一次凿岩微差爆破工艺对点柱进行回采,回采矿柱矿量0.9万t,为企业创造了约400万元产值,带来巨大经济效益的同时保证了安全生产。可以为类似矿柱的开采设计和生产管理提供参考和借鉴。     

砼柱预控顶分段尾砂充填采矿法试验研究

黄石沟矿原采用房柱法回采,导致回采率低,且遗留大量矿柱,造成资源浪费,为此,针对该矿的开采技术条件,提出了砼柱预控顶分段尾砂充填采矿法,并通过理论计算确定了砼柱的间距和尺寸。与原房柱法相比,该采矿法可在试验区多开采矿量27097 t,增加纯利润455万元,消耗尾砂约2.5万m3,具有良好的效益。     

人工组合点柱代替矿柱回采矿石及稳定性计算

房柱法回采矿房,遗留了大量点柱和间柱,约占矿房总矿量的30%。矿房回采后,为了维持采空区的稳定,通常只能回收一小部分矿柱,造成矿石的大量浪费。为此,提出采用"圆木+混凝土"组合形式的人工点柱代替矿柱支撑采空区,设计了3种人工点柱组合形式,对其受力、安全性和经济性进行了计算分析,通过在新城金矿残留矿柱回采中的应用,矿柱回采率达到85%以上,且能够有效保障采场的作业安全。     

石膏矿隔离矿柱留设厚度数值模拟研究

隔离矿柱留设对采空区上部矿体的安全回采起着至关重要的作用.以某地下开采的石膏矿为工程实例,借助FLAC3D数值模拟软件建立了数值模型,在采用房柱法开采下部矿体,形成众多采空区的条件下,对采用无底柱分段崩落法回采上部矿体进行了数值模拟,分析了回采过程中隔离矿柱的应力、位移、塑性区发展变化情况,结果表明,隔离矿柱的最小厚度应为37 m.     

香炉山钨矿东部采区点柱回采方案探讨

香炉山钨矿东部采区的矿体主要以点柱矿、楼板矿和顶板矿的形式存在,储量大、品位高的点柱矿体是今后东部采区生产的主力,直接关系到矿山稳定和可持续生产。针对点柱的回采提出了围堰式袋装充填采矿法,即先充填空区再进行矿柱回采;针对矿柱的高度和顶板的稳定情况,分别采用不同的回采方式回收矿柱,对矿山生产具有很好的指导意义。     

哈得孙湾矿冶公司的顶柱回采

哈得孙湾矿冶(Hudson Bay Mining & Smelting)公司斯诺莱克分部(Snow LakeDivison)现在正在处于壮年阶段的各矿山进行采矿。该分部所属的这些铜锌矿山已经开采30多年。各上下采之间都留有所谓“顶柱”的小矿柱。这些矿柱的尺寸达100m(长)×40m(宽)×15m(厚)。哈得孙湾公司采用锚索、电耙、深孔回采和柴油铲运机回采这些矿柱已获得成功。这些矿柱的形状和尺寸各不相同。为了找到经济上合算的回采方法,需要试验许多的新技术。下面将对不同回采方法进行评价。     

缓倾斜中厚矿体矿柱回采的实践

大红山铜矿床属中厚缓倾斜高温矿床,设计采矿方法以小中段空场法为主,房柱法为辅.在回采过程中,矿柱(主要是中段及盘区间柱)矿量所占比重较大,采切设计矿柱损失率在21%左右.为了有效地回采矿柱资源,对矿柱进行了数值模拟研究,对顶板和充填体进行了稳定性分析.通过分析研究,对部分矿柱分别采用有底部结构的留矿法和无底部结构的留矿法进行了回采,取得了较好的经济效益,矿柱回采率在50%以上.     

条带开采煤柱法的尝试

用条带开采煤柱回收煤炭资源 ,而不破坏地面房屋、住宅。     

深井宽条带开采煤柱稳定性及地表移动特征研究

采用现场实测、三维相似材料模拟、数值模拟和理论分析,对深井宽条带法开采煤柱稳定性及地表移动特征进行研究。研究表明:深井开采其煤柱塑性区的宽度明显增大,条带煤柱承载应力分布为明显马鞍形;煤柱横向变形主要集中在边缘9.5 m内,且呈现非连续、阶跃式、突变形态。随着煤柱留设宽度的变小,煤柱塑性区宽度显著增加,条带群开采地表下沉达到了该地质采矿条件的极值,下沉系数为0.22,下沉盆地面积大,但平缓且较均匀,移动变形连续且周期长,在下沉盆地外边缘出现了地表反弹轻微抬高的现象。针对深井宽条带法开采的特点,提出了深井宽条带法开采煤柱尺寸的计算设计方法。     

Key technology study on pillar mining under the system of room and pillar mining

Taken taifeng coal mine in Mongolia for example, discussed the stability and controllability about advance pillars which locate at the front of working face and makes simulation on pillar with the software UDEC3.1. The failure styles of advance pillars are shear failure and compression failure through analyzing the stability of advance pillars. The paper concludes that can protect advance pillars from shear failure by controlling coefficient of volumetric expansion of mining field rock and supports＇ working resistance and can also protect it from compression failure by advance supporting, increasing setting pressure and working resistance. Two advance pillars are influenced and the main failure form is compression failure through the numerical simulation.     

条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法

煤柱在地下水、风化作用等多种因素的作用下会发生剥离和尺寸缩减,使煤柱发生渐进性失稳破坏。基于煤柱的渐进性剥离行为和剥离体的堆积特性,建立了煤柱的非均匀剥离模型;分析了煤柱剥离的影响因素、煤柱安全系数与煤柱剥离的关系,建立了条带煤柱长期稳定性评价方法;讨论了采出率、地表沉陷控制和煤柱长期安全系数的协同关系。分析表明:煤柱的剥离与煤的碎胀系数、休止角和采宽采厚比有关,可利用剥离角确定煤柱的极限破坏程度。煤柱的宽高比越大,剥离对其稳定性的影响程度越小。该模型适用于条带煤柱长期稳定性评价。     

条带式Wongawilli煤柱特征及作用机理分析

条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆岩作用,阐明了条带式Wongawilli采煤法煤柱系统与顶板的相互作用机理,本文结合王台铺煤矿地质采矿条件,采用理论分析、相似模拟及现场验证相结合的方法,研究了条带式Wongawilli开采煤柱形式及特征,建立了条带式Wongawilli煤柱的结构力学模型,分析了直接顶离层情况及不规则煤柱、条带煤柱的受力与支护强度。研究表明:条带式Wongawilli采煤法由刀间煤柱、不规则煤柱、条带煤柱形成了特殊的煤柱系统,刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力;不规则煤柱能对顶板的维护起到一定作用;条带煤柱是整个煤柱系统的关键。条带式Wongawilli开采直接顶与基本顶发生离层,直接顶弯曲下沉形成"固支梁"或垮落形成"悬臂梁" 2种结构,并作用于条带式Wongawilli煤柱;条带煤柱与传统条带开采煤柱类似,支撑直接顶及基本顶。不规则煤柱类似于支撑单体的形式(类单体)被动支撑直接顶,且不规则煤柱如果发生失稳破坏,条带煤柱的压缩突变量也会突增,影响其稳定性,进而影响整个条带式Wongawilli开采煤柱系统的稳定。     

房柱式开采的通风系统

根据房柱式开采的盘区巷道布置的特点,提出了房柱式开采的5种通风方式,即局部通风机通风系统、独立回风巷道通风系统、2进1回通风系统、2进2回通风系统及联合式通风系统,并对通风方式进行了分析。利用加权相对偏离值最小法确定了房柱式开采的通风系统－联合式通风系统。     

盐矿地下开采矿柱设计的极限平衡法（增刊）

针对盐矿地下开采设计中矿柱宽度的选取问题开展研究。通过理论分析,推导得到了基于极限平衡法的矿柱极限宽度理论公式;通过引入安全系数,提供了一种能够服务于矿柱设计的矿柱宽度选取方程;结合具体工程,给出了一个合理的工程算例,明确了该设计方法的具体应用。研究结果表明,给出的开采矿柱设计的极限平衡法能够满足地下盐矿开采的设计需要,为类似工程设计提供有益参考。     

深部大采宽条带开采地表移动的预计

以概率积分法模型为基础,分析了现有条带开采几种计算预计参数的方法及其预计结果,探讨了这些方法用于深部大采宽条带开采预计存在的问题及优缺点.研究结果表明：现有条带开采几种计算预计参数的方法,其预计结果均不能很好地描述深部大采宽条带开采的地表移动和变形规律.提出了全采多工作面叠加预计方法与用文中公式（3）计算预计参数的预计方法相结合的方法,能更准确地进行深部条带开采地表移动和变形预计.     

浅埋薄基岩含水层下巷柱式放顶煤充填开采技术

为了提高煤炭资源采出率且实现对地表含水层的保护,针对榆林市榆阳区煤层普遍埋藏浅、基岩薄、地表及基岩有含水层的特点,分析了房柱式、刀柱式采煤法的煤柱稳定系数小于1,煤柱失稳最终破坏地表上覆含水层.因此,提出了一种高采出率、保水的巷柱式放顶煤充填开采新方法,通过对巷柱式放顶煤巷道布置、回采工艺以及充填工艺的介绍,以期推动类似条件矿区采煤方法的改革,实现资源与环境的协调开采.     

矿井煤柱采区巷道布置方式的探讨

以井陉三矿为例，探讨了矿井煤柱采区巷道的布置方式。