空场嗣后法在谦比西矿深部开采中应用

矿山深部开采面临着开采条件复杂、采切比大、成本高等诸多技术难题。空场嗣后法是一种能解决深部开采难题的有效采矿方法。以赞比亚中色非洲矿业公司深部开采空场嗣后法为研究对象,介绍了薄至中厚矿体开采工艺的试验研究。     

分段空场嗣后充填法在某铜矿深部开采中的研究

某铜矿地下开采逐步转向深部开采,为了解决深部开采面临的问题,必须寻求适合深部开采的采矿方法,因此,提出了分段空场嗣后充填法,并对其矿块布置、技术参数、施工与回采顺序进行了试验研究。通过试验可以得出,该采矿方法施工工艺简单,采矿作业更加安全,作业效率高,生产成本也较低,是一种可以满足深部矿体安全高效开采的可行的采矿方法。     

阶段矿房法在太白金矿的应用

太白金矿因为矿体品位降低，原来的阶段崩落法已不适用于目前生产要求，矿山针对深部开采条件，进行阶段矿房法试验研究，取得了理想的技术经济效果。     

玲珑金矿深部开采岩爆倾向性评价

根据室内岩石力学试验结果来评价岩爆的倾向性,是一种既有效又经济的方法。通过对玲珑金矿深部岩石进行单轴压缩试验、巴西劈裂试验、单轴循环加载试验和单轴与三轴刚性试验,采用脆性系数法、弹性变形能指数法、线弹性能法和冲击能量指数法评价了玲珑金矿深部开采岩爆倾向性。结果表明,该金矿深部开采具有强岩爆倾向性。     

复杂难采金矿无间柱阶梯式连续开采技术研究

河南某金矿过去一直采用机械化盘区上向分层充填法开采。随着开采向深部延伸,局部岩石破碎,地压显现逐渐突出,矿块生产能力降低,生产成本居高不下。为保证深部矿体开采的安全合理性,尽可能减少资源损失,选择一个盘区进行了无间柱阶梯式连续充填采矿法试验研究,试验取得矿石综合回采率大于95%,矿石贫化率小于6%的良好效果。研究结果可以为类似矿山安全高效低成本开采提供借鉴。     

孙村煤矿成功应用综采技术开采深井薄煤层

山东新汶矿业集团孙村煤矿在全国-900m以下深部矿井中，首家成功应用综采设备开采薄煤层获得成功。经过一段时间的开采试验，单产比高档普采提高了4倍以上。首开我国深部矿井薄煤层完全使用机械化开采先河，为全国深部矿井薄煤层开采使用综采技术提供了成功经验。     

孙村煤矿成功应用综采技术开采深井薄煤层

山东新汶矿业集团孙村煤矿在全国-900m以下深部矿井中，首家成功应用综采设备开采薄煤层获得成功。经过一段时间的开采试验，单产比高档普采提高了4倍以上。首开我国深部矿井薄煤层完全使用机械化开采的先河，为全国深部矿井薄煤层开采使用综采技术提供了成功经验。     

孙村煤矿成功应用综采技术开采深井薄煤层

山东新汶矿业集团孙村煤矿在全国-900m以下深部矿井中，首家成功应用综采设备开采薄煤层获得成功。经过一段时间的开采试验，单产比高档普采提高了4倍以上。首开我国深部矿井薄煤层完全使用机械化开采先河，为全国深部矿井薄煤层开采使用综采技术提供了成功经验。     

深部高应力区采场结构参数优化研究

采用合理的采场结构参数是实现深部矿体安全高效开采及控制地压危害的重要措施。利用非线性三维有限元程序，采用动、静态数值模拟试验优化的方法，对凡口铅锌矿深部矿床开采中的采场结构参数进行了优化研究，为该矿床的开采推荐了合理的采场结构参数。     

深部坚硬矿体高频破碎锤非爆机械化开采试验

随着深部硬岩矿山开采深度不断增加,钻爆法逐渐无法满足矿山开采要求。国内外提出了机械切割的破岩方式应对深部开采所带来的挑战,并在煤矿开采和隧道开挖等领域得到广泛应用。为探究非爆机械化开采在深部硬岩矿山中的应用,通过挖掘机载高频破碎锤开挖深部坚硬矿体进行机械开采试验。试验期间,通过数字钻孔电视监测试验区域松动区范围,并记录每日开采时间、破碎锤和挖掘机状态、矿柱形貌、采矿量、剥落矿石块度、粉尘情况、顶板情况以及破碎锤尖部抖齿磨损情况,通过上述参数分析机械开采在深部硬岩矿山中的应用效果。试验结果表明：试验矿柱的松动区平均厚度达2.59 m,在该范围内开挖矿柱效率较高;试验中,整体切割工效可以达到50.6 t/h,切槽后开挖矿柱的切割工效可以达到158.2 t/h,证明了非爆机械化开采在深部硬岩矿山中应用的可行性;此外,机械开采还具有工时利用率高、剥落矿石块度小、粉尘少、开挖扰动小等优点。     

深部开采环境及岩体力学行为研究

系统研究了深部开采环境和工程岩体的力学行为.通过理论分析和试验研究,指出深部开采的环境具有"四高一扰动"的特点,进入深部工程岩体所属的力学行为不再是浅部工程围岩所属的线性力学行为,而是非线性力学行为.所以,进行深部开采相关方面的研究势在必行.     

深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术

深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采“四高一扰动”的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出深部煤炭资源采选充绿色化开采构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选与矸石就地充填一体化生产系统,形成深部煤炭采选抽充防协同生产模式,实现深部煤炭及伴生资源的安全高效及绿色开采。该构想的初步技术体系已基本形成,并在平煤集团十二矿、开滦集团唐山矿等深部矿井建立了示范工程或基地。后续将继续深入开展深部充填开采岩层控制等6个基础理论方面的研究工作,创新采选充绿色化系统布置、自动化充填、物料大流量输送、煤矸智能分选等7项关键技术,形成深部煤炭资源采选充绿色化开采的系列理论与技术体系,为实现深部资源绿色化开采提供可靠基础。     

煤炭深部开采界定及采动响应分析

科学界定深部是深部开采理论发展与技术实践的重要问题,探讨适于我国煤炭现代开采实践的深部开采界定方法具有重要意义。为此,综合考虑我国煤矿矿区深部岩石、地下水环境和现代开采方式,将区域应力场与采动应力场分析相结合,基于我国地壳浅部、煤矿矿区深部准静水应力状态分析,进一步研究我国煤矿矿区的深部界定、基于不同矿区煤岩状态(岩性及组合、含水性等)差异的相对深部界定和开采时动态深部区确定方法。研究表明,原岩初始状态和开采方式共同决定了采动力学状态及变化规律和其他伴生状态变化。基于深部与浅部的力学状态差异,将深部开采界定为在高地应力环境且具有采动非线性力学响应的煤岩体空间实施的采矿活动;依据我国煤矿矿区应力场统计变化规律和准静水应力状态分析,采用平均侧压系数K_(av)(即:水平最大主应力和最小主应力的平均值与垂直应力之比)确定煤矿矿区深部临界深度,结合我国中东部深部开采实践确定的参考深部临界深度H_m为850～900 m;基于不同矿区原岩差异性(岩性及组合、含水性等),建立了不同初始状态时实际深部临界深度H_s(简称为视临界深度)与H_m比较模型,分析发现采动煤层覆岩越软和含水性越强,其深部临界深度越浅(或"趋浅"),降低幅度可达30%～50%;基于开采"应力拱"现象构建了深部采动应力状态K_(av)模型和H_s计算方法,采动响应分析表明:开采工作面切眼外侧及采场前端局部H_s呈变浅→变深→正常的变化特征(或"端部效应"),工作面中部区域呈变浅趋势(或"趋浅"),采高越大其H_s"趋浅"效应越显著,而随工作面推进距离增加端部效应变小;东、中、西部典型矿区H_s与H_m比较表明:东部矿区H_s偏深,中部矿区深度相近,西部(陕、蒙等)地下水丰富的矿区偏浅,在500～600 m即可达到实际深部临界深度,采深400～500 m时大采高工作面两端外侧局部也可显现深部力学状态。研究基于我国深部岩石力学研究成果和开采条件及现代开采方式,探讨提出的深部界定方法和结果,与已有深部开采理论研究与实践成果比较证实,该方法具有理论合理性和结果可靠性。     

温度因子对深部开采影响的研究现状与展望

我国煤矿正在逐步进入深部开采阶段,温度因子在深部矿井开采中的影响权重较浅部开采时明显增大,因高温带来的问题已经成为深部矿井开采中的主要难题之一。在综合分析深部开采高温问题有关研究成果的基础上,从温度对地下作业环境的影响,温度对岩石的本构关系,岩石强度和岩石变形等深部岩体力学性质的影响,温度对煤层自燃、深部岩石时-温效应的影响几个方面进行了综述,系统分析了温度因子在深部开采中的作用。最后指出了目前深部开采有关温度问题研究中存在的不足。     

我国深部矿井热害治理设想和展望

随着浅部矿产资源的利用殆尽,矿井开采必然进入深部开采阶段,必将面临井下严酷的热环境。深井热害,不仅制约生产的顺利进行,还会对矿工的身体造成伤害。根据深井开采的现状以及发展趋势,将未来深井开采按深度划分为亚深井、深井、超深井以及超高温矿井4个开采阶段,针对各个阶段的热环境进行了分析研究,并分别提出了热害控制治理措施。研究对维护生产的顺利进行、保护矿工身体免于事故伤害、提高深井生产效率有参考价值,对我国深部开采热害防治、矿工职业健康保护工作有指导意义。     

Ventsim软件在深部开采矿井灾害预警中的应用

随着浅部煤炭资源的持续开采,深部开采带来的高地温、高污染对开采的影响,一直成为困扰开采深度的焦点问题,深部矿井开采灾害预警技术的研究已成为一个普遍的需求。基于Ventsim软件的热模拟和污染物模拟可以动态的进行模拟,为矿山安全管理人员提供必要的数据支持,辅助制定应急预案及生产决策。     

建筑物下压煤开采技术研究

根据我国煤田深部开采的实际需要,对已有理论和实测资料进行分析,研究了极不充分开采采出宽度和煤柱留设宽度的计算办法,论述了极不充分开采地表移动的基本特征;并以极不充分开采地表沉陷理论为基础,通过对实测资料的整理和分析,结合深部开采地表移动规律及生产实践,提出了适合建筑物深部压煤开采的阶段开采技术,对减小地下开采对地表建筑物的损害程度、有效提高煤炭采出率有一定的现实意义。     

高应力环境下深部金属矿整体规划的思考与展望

我国现有的矿山开采规划主要是基于浅部矿床开采实践所形成的,通常只考虑经济与工程因素。在采矿全生命周期开展开采规划,优先获取高品位的矿石,从而获得最大经济效益。深部开采处于"三高一扰动"引起的复杂地质力学环境,高地应力的影响是深部矿山开采规划重要因素。本文开展了对深部高应力环境下金属矿整体规划领域的文献调研和问题探讨。首先,以实现矿山资源开发投资价值为目标,从战略规划与战术规划两个维度分层次讨论了深井矿山从整体到局部设计的过程,适用于一般深部矿山开采的全生命周期规划,并重点分析了岩石强度时效性对于开展深井矿山整体规划具有重要的现实意义。其次,阐述了当前国内外深井矿山在高应力条件下的设计与布局,正"V"型及倒"V"型采矿顺序应用于深部均未能兼顾"改善应力状态"与"获取最大净现值",理想的四周型开采顺序不失为一种兼顾的采矿布局,但在实际开采应用过程中,工程布置及采场应力状态还需进一步探讨。最后,指出了整体规划模型中的应力预测与校准对于预测高危险区域及指导深部开采规划的重要意义。在深部矿山开采规划中充分考虑高应力环境的工程影响,如何将高应力环境及其随开采过程的演变规律完全融入到开采规划中,还需开展进一步研究工作。     

深部矿井开采问题与发展前景研究

通过分析深部矿井开采所面临的主要困难,指出深部岩体在高地应力、高地温、高岩溶水压的条件下,导致围岩的力学性质与浅部有很大的区别。提出了现在深井开采中所需解决的几个问题。如何正确认识由于开采深度增加所带来的问题,是解决实际问题的关键。     

三山岛金矿深部矿体上向水平分层充填采矿法优化研究与应用

深部采矿面临高地应力、高岩溶水压、高地温、强烈开采扰动等“三高一扰动”的环境特征,造成深部资源回采过程中出现安全性差、效率低、成本高、环境恶劣等问题,严重影响深井安全高效开采。以三山岛金矿西山矿区深部—780中段以下采矿为例,通过缩短深部采场的跨度,解决因盘区采场顶板暴露面积过大需预留点柱造成矿石损失问题,但同时又带来了采联间距进一步缩短、中分段巷采联开口数增加、采场回风风联布置困难等次生问题,通过优化研究分别提出“人字形”采联、“脉外双通道”、共用风联、“双采幅、三采幅”回采工艺等工程布置与关键技术,解决了一步、二步采场采联与风联施工问题,实现了已支护区域脉外采联的正常施工,同时加快了采场投产进度,提高了采场综合生产能力。上向水平分层充填采矿法优化改进的技术措施,可为其他类似开采技术条件的矿山提供技术参考。