程潮铁矿崩落法转充填法试验段采矿方法优选

为了顺利进行崩落法转充填法开采工作,程潮铁矿采用灰色关联分析法,依据分段留矿嗣后充填法、上向进路充填法、下向进路充填法3种优劣差别较小的备选充填采矿方案与理想方案和负理想方案的灰色关联度,构建各备选方案的灰色关联相对贴近度(GCRN),以灰色关联相对贴近度表征方案间的差距,进行采矿方法优选,得出最优方案为上向进路充填法。矿山试验段试生产情况表明,优选采矿法采场生产能力为1056t/d,损失率为7.8%,贫化率为4.8%,成本约为90元/t,满足矿山生产目标要求。     

某铁矿采矿方法优选及采场回采长度优化研究

某铁矿自开采以来一直采用两步骤的分段凿岩阶段空场嗣后充填法回采矿体，由于矿体上盘存在破碎带，导致一步骤采场回采或即将结束采场揭露顶板发生垮塌，给二步骤回采带来巨大安全隐患。结合技术经济指标，对比不同方案的优缺点，最终决定采用预留护壁的小分段充填采矿法回采二步骤采场，采用该方法生产能力达300 t/d,损失率为15%,贫化率为10%～15%;根据所选取的采矿方法，采用FLAC3D与Rhino相结合对采场回采长度进行优化，最终在采场回采高度与采场宽度一定的条件下，根据所选取的5种方案，分别从应力、位移及塑性区分布进行分析，确定回采长度为60 m时较为安全。该采矿方法优化应用期间，矿山经济效益达564万元，可为类似矿山提供参考依据。     

基于MIDAS-GTS的采场结构参数优化研究

采场结构参数优化对于矿山的安全高效开采具有十分重要的意义。为确定某铁矿山南矿段的采场结构参数,应用有限元数值模拟软件建立3种数值计算分析模型,并计算矿体开采充填过程中应力分布和位移变化情况。综合分析矿体开采过程中的应力和位移云图,得出采场结构参数的最优方案:采场长50m,高50m,宽25m。     

某铁矿采矿方法优选及采场结构参数优化

以某铁矿为工程实例,根据该矿的开采技术条件,初选了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法、阶段强制崩落法、无底柱分段崩落法三种初选方案。然后运用双基点决策理论选取相应的技术经济指标综合比对三种方案,确定最适合该矿的采矿方法。最后运用数值模拟方法对采场结构参数进行优化。研究结果表明,运用双基点法决策理论对采矿方法进行选择,能避免采矿方法选择的主观性,同时经现场实践证明所选取的采矿方法有效,采场结构参数合理。这些研究成果可供矿岩条件类似矿山借鉴使用。     

急倾斜厚大矿体采矿方法的选择

地表不允许塌陷时,急倾斜厚大矿体的开采是一个世界采矿技术难题。国内外对此类矿体采用高阶段空场嗣后充填法和高分段空场嗣后充填法。以李楼铁矿厚大矿体的开采为实例,从矿体赋存形态和矿岩稳固性对空场法、崩落法、充填法进行采矿方法的初选。对生产中应用的25 m高分段凿岩空场嗣后充填法和高阶段侧向崩矿嗣后充填法从采场生产能力、采场工程布置、采准工程量、工艺技术、采场充填周期进行技术分析比较,提出以高阶段侧向崩矿嗣后充填法为主,25 m高分段上向扇形孔空场采矿嗣后充填法和浅孔留矿法为辅的采矿方法,能实现安全、高效、大规模生产。随着凿岩设备、装药设备、爆破器材的发展,大孔穿爆,高分段或阶段凿岩在矿山中的应用越来越广泛,对类似开采条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

用Mathews稳定图法与数值分析法优化充填开采矿山采场结构参数

应用空场法嗣后充填的方式进行采矿是一种高效的采矿方法,已成为特大型地下矿山采矿技术发展的一大趋势。结合Mathews稳定图法和FLAC3D数值计算方法,利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,而后利用数值方法在初选方案中进行比选获得最优采场结构参数。以张庄铁矿为例,对应用阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法开采厚大矿体进行研究,分析了不同结构参数以及不同暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法在矿山的应用和推广提供一定的依据。     

吴集铁矿（北段）二步骤矿柱回采方案的探讨

吴集铁矿（北段）-200 m中段以上采场采用浅孔留矿嗣后充填法开采。一步骤采场充填后,根据实际开采条件,提出适合的3种二步骤矿柱回采的方案,从如何安全、经济、高效且最大程度地回收资源等方面考虑,探讨适合吴集铁矿（北段）矿柱回采的采矿方法和采矿工艺技术参数。对类似开采条件矿山的矿柱回采具有一定的借鉴意义。     

大间距无底柱分段崩落法开采稳定性分析

无底柱分段崩落法的产量在地下铁矿开采过程中占总产量的85%以上,小尺寸的采场结构参数在一定程度上限制了该采矿方法的开采效率,制约矿山经济发展。从放出体空间排列优化、爆堆体与放出体吻合度等角度,对比分析高分段结构和大间距结构两种大结构参数方案在无底柱分段崩落法开采中的适用性,认为大间距无底柱分段崩落法能够大幅降低采掘比,改善采场地压环境,控制矿石损失贫化,降低采矿成本,更有利于提高经济效益。并结合矿山开采实践,采用FLAC3D软件对大间距无底柱分段崩落法进路开采的围岩应力及位移变化进行模拟分析,结果显示安全稳定性满足生产要求,验证了大间距无底柱分段崩落法开采的可行性和经济性。     

数值分析技术在地压显现矿山采矿方法选择中的应用

采用phase2数值模拟软件分别建立了某铜矿山中段平面和勘探线剖面两个数值分析模型,对采场开采过程中围岩应力、应变以及位移的变化情况进行数值模拟分析,获得了采场最大暴露面积,在此基础上对3种采矿方法对比分析,选择上向分层尾砂胶蛄充填法为深部采场采矿方法。研究表明,数值分析技术可为地压显现矿山深部开采采矿方法的选择提供依据。     

某矿山崩落法和充填法联合开采采场地压分析

某矿山采用无底柱分段崩落法和充填法联合开采。研究两种方法同时开采时采场地压的变化及采场稳定性问题,运用FLAC~(3D)数值模拟技术对该矿山采场地压的演化规律进行模拟研究并利用微震监测技术验证模拟结果。研究表明,该矿山上部矿体随着无底柱分段崩落法的进行,下部胶结充填体的稳定性得到显著提高,下部充填采场矿柱受力整体呈下降趋势,且无底柱分段崩落法开采结束后,下部充填采场矿柱的垂直应力下降了约35%。由此可见采用无底柱分段崩落法开采能有效缓解下部充填采场的地压,有利于提高采场的稳定性。     

多重赋权模糊综合评价在采场结构参数优化中的应用

房柱交替式上向分层充填法是三山岛金矿深部采用的主要采矿方法,国内采用该方法的矿山所选取的结构参数大小不一,因此依靠工程经验类比难以得出适合矿山的采场参数。针对这个问题,结合三山岛金矿深部高应力、高岩爆倾向性的特点,通过数值模拟得到不同结构参数条件下采场一步采与二步采过程中盘区顶板沉降和采场内的位移,综合考虑相对生产能力、综合效率、设备匹配度、施工难度等因素,建立了采场参数的模糊综合评价模型。通过合理确定评价指标的隶属度函数,以及运用变异系数法、模糊判据法和熵值法的多重赋权优化确定各评价指标的权重,对列出的5种方案进行综合评价,确定了符合矿山实际条件的最优采场参数,从而保证了矿山的安全生产和经济效益。     

梅山铁矿塌落界线外残留矿体开采技术研究

针对梅山铁矿塌落界线外矿体开采技术的特点,提出了采用分段空场嗣后充填法,分析了底部结构的布置和回采工艺特点等,并结合自然平衡拱理论,采用计算机仿真模拟技术,对分段空场嗣后充填法回采过程中的围岩应力、位移变化规律及塑性区分布情况进行了计算分析,揭示出顶板岩层拉应力是影响该采场稳定性至关重要的因素。将顶板岩层所受的最大拉应力作为衡量采场稳定性的指标,应用正交试验法对不同采场结构参数进行优化,得出梅山铁矿塌落界线外矿体采用矿房采场跨度14 m、矿柱采场跨度10 m和顶板厚度8 m的结构参数,能保证安全开采的需要。     

大冶铁矿充填法采场结构参数校核与建议

结合大冶铁矿矿床开采技术条件,对东采-180m水平空场嗣后胶结充填采矿法的采场结构参数进行了校核计算和模拟分析。首先采用力学模型法,将采场顶板简化为简支梁,计算顶板的最大跨度以确定采场结构参数范围,并对矿柱的强度进行计算。其次采用FLAC软件进行数值模拟分析,采用"隔一采一"的开采顺序对矿房和矿柱进行分步开挖,通过对应力分布规律、塑性区和位移变化规律的分析,求解安全系数,并综合开采效率和安全系数等因素,提出了大冶铁矿充填法采场结构参数范围建议。     

尖山铁矿无底柱分段崩落法结构参数研究

通过放矿理论计算式归纳和室内放矿试验综合研究,得到尖山铁矿无底柱分段崩落法合理的结构参数,为确保矿山生产能力、降低损失贫化和减小采切比奠定了基础,同时为初步设计及施工图提供了依据。     

李楼铁矿切割天井形成方案试验研究

切割天井施工是切割槽爆破的一道重要工序,施工难度大,作业环境差,一直是矿山生产的难题。李楼铁矿采用分段凿岩阶段矿房法采矿,切割天井工程量大,施工工艺复杂。研究对比了矿山原采用的移动式升降平台法掘进工艺和引进的深孔爆破一次成井新工艺,通过现场试验,综合分析比较两种方法的优缺点、经济技术指标及现场试验效果,确定深孔爆破一次成井方案作为矿山切割天井施工的备选方法,可在全矿推广应用。     

考虑多因素的一步矿房采场跨度优化

合理采场结构参数的确定是控制地压危害、实现矿体安全高效开采的重要措施之一。不同采场结构参数的优劣由多个指标判定,而各项参数的指标优劣趋势往往不统一。针对张庄铁矿的生产实际,通过FLAC3D数值模拟,获取能量释放率、屈服率以及顶板拉应力区率,结合胶结充填率,利用层次分析法和模糊综合评判法获取综合评价指标,对一步矿房采场跨度优劣进行评价,再利用遗传算法优化出最优的采场跨度,为非等宽采场结构参数的选择提供理论基础。研究成果和技术方法可以运用于其他采用充填法开采的大型深部金属矿山。     

采场巷道进路断面形状和尺寸参数数值模拟与优化

运用数值模拟、试验采场现场监测对小官庄铁矿上向进路充填采矿方法的断面形状和进路尺寸参数进行了研究。对矩形、半圆拱、三心拱、六边形等4种典型断面进行了应力应变模拟计算,从进路周围塑性区分布、主应力差分布以及位移变形分布3方面进行分析,结合试验采场位移监测数据,认为合理的断面为六边形;针对进路尺寸参数的高度、宽度、长度3个因素对采场的影响,通过最大主应力、最小主应力、竖直方向位移正交数据表的分析,得出最优的参数为进路宽度3.5 m、进路高度3.5 m、进路长度60 m,该参数在现场得到了成功的应用。研究成果对小官庄铁矿的充填采矿方法结构设计提供了理论指导,并对类似矿山具有借鉴意义。     

小官庄铁矿采场地压控制方法的研究

针对小官庄铁矿软破矿岩性质,在总结原有控压方法的基础上,提出了高应力采场应全面实施卸压开采的设想,并对卸压开采的必要性及可行性进行了论证。介绍了卸压方法的选择及卸压工程的具体实施,实现了小官庄铁矿高应力难采矿块的顺利回采。     

红透山铜矿深部采场回采顺序的数值模拟及优化

针对红透山铜矿处于高应力环境下的深部采场,为确保回采过程中的采场稳定性,通过数值模拟探讨合理的回采顺序。基于矿山实际生产条件,提出6种回采方案,并采用FLAC3D进行数值模拟计算,分析不同方案回采过程中的应力、位移分布特征。计算结果表明：方案六所处的应力环境最为有利,安全性最高,矿柱明显起到了缓解顶板应力集中的作用,顶板、帮壁处是应力最为集中区域;方案二在回采过程中竖向位移最小,但在最终状态各方案位移较为接近。综合考虑,方案六为最优回采顺序。     

充填体中矿柱留设对地表沉降的影响

在矿产资源日益短缺的情况下,“三下”矿山的开采对我国的经济发展有着重要的意义。云驾岭铁矿上部为云驾岭村庄和玉石洼铁矿生活区,也属于“三下”矿山,该矿在开采方案设计中采用嗣后充填房柱采矿法,用工程类比法确定留设21%的永久矿柱。模拟工作是运用有限差分FLAC软件进行的,在对矿山工程地质、采场结构参数及原岩应力场的调研基础上,建立了力学简化模型。模拟结果可以得出地表变形的规律：采空区中心地表沉陷值最大,形成盆地,盆地内的下沉大致是对称的,地表最大下沉值与采空区中点相对应。