小官庄铁矿上向进路充填采矿方法试验研究

针对小官庄铁矿北区充填试验矿块矿岩软破、矿体分布零散的开采技术条件,选择上向进路胶结充填采矿方法进行了试验研究,通过模拟分析,优化了进路结构参数：进路高度3.5 m,进路宽度3.5 m,进路长度60 m,并在工业试验中完善了充填回采工艺,提出了改善充填接顶的对策措施,降低了采准工程量,实现了试验矿块的安全、高效生产。     

大体积充填体下胶结充填法回采进路参数优化研究

为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。     

软弱围岩下某中厚及厚大矿体采矿方法研究

某矿区位于湖区水体下,主要为金铜矿,且矿石品位较高,矿体属于软弱围岩下的中厚及厚大矿体,且顶板围岩稳固性较差。结合矿体具体的赋存条件及现有的开采技术条件,采用数值模拟软件FLAC^3D对机械化分段中深孔落矿嗣后阶段充填采矿法、浅孔留矿嗣后充填法、上向水平分层充填法3种采矿方法进行了采场参数研究。通过对6种模拟回采过程中的围岩应力和位移比较,初步确定采场宽度、长度参数分别为14 m、40 m;以初步确定的采场参数为基础,通过最大与最小主应力、顶板与矿柱位移最终确定出3种采矿方法对应的采场宽度均为14 m、长度分别为40、40、42 m;并且随时监测顶板及矿柱的应力、岩移情况,加强顶板管理,及时充填。最后提出下阶段的主要工作是确定合理充填体强度及充填材料。     

采场破碎上盘支护参数数值模拟研究

针对某金矿采场破碎上盘支护难度大、作业安全条件差等问题,结合现场工程地质调查,采用FLAC~(3D)软件对两种采场上盘支护参数进行数值模拟对比研究,推荐上向进路充填法采场破碎上盘围岩的支护参数为:锚杆支护网度1 m×1 m,锚杆长度3.5 m,喷射混凝土厚度4～6 cm。     

六边形进路开采稳定性影响因素分析

以莱芜谷家台铁矿为研究背景,结合FLAC3D软件,对影响六边形进路下向充填采矿法采场稳定性的采场埋深、围岩参数、进路宽高比和横截面积等影响因素进行了系统分析。结果表明:埋深越深、横截面积越大、宽高比越接近1∶1以及围岩质量越差时,六边形进路开采比传统矩形进路开采在限制顶板位移和改善围岩受力方面优势越明显,更适用于高地应力破碎岩体环境。据此,确认了当前开采条件下六边形矿房的合理尺寸,对谷家台铁矿深部开采设计具有参考价值。     

小官庄铁矿北区充填工业试验研究

针对小官庄铁矿北区充填试验矿块的开采技术条件,选择上向进路胶结充填法作为其采矿方法。将前期实验室优选的胶结充填方案在试验矿块首采分层-444m水平进行进路充填工业试验,取得预期的充填效果,并针对进路充填过程中出现的接顶排水问题提出合理的解决措施,完善充填方案,指导现场的采矿生产。     

望儿山分矿不稳固岩体进路法开采参数分析

采用ANSYS软件对焦家金矿望儿山分矿的Ⅱ级岩体进行不同进路参数下的采场稳定性分析,进路宽度增大时,一步进路充填体内的应变能也越来越大,当一、二步进路宽度为5 m时,充填体本身不能承受太大的应力而破坏,由此得出：望儿山分矿Ⅱ级岩体进路最佳尺寸为4 m×4.5 m(高×宽)。     

机械化盘区上向高分层宽进路充填采矿法在三山岛金矿的研究与应用

三山岛金矿新立矿区进路采场数量占大多数,采矿方法为盘区上向进路充填采矿法,采用人工凿岩落矿,单采场生产能力低。为加大进路采场采矿强度,充分利用回采单元,对盘区中的采场再划分成两个采区,并提出增大分层高度及进路宽度。在宽进路采矿过程中,先利用人工凿岩创造小断面切割巷,再利用高效无轨采出矿设备进行作业,锚杆台车跟进采场顶板支护,形成机械化盘区上向高分层宽进路充填采矿法。该采矿工艺在新立矿区进行采矿试验后,取得了良好效果,盘区生产能力由100t/d提高到300t/d,为三山岛金矿生产规模的进一步扩大奠定了基础。     

复杂采场结构参数数值模拟及采矿方法优化

复杂采场存在矿岩强度低、侧帮与顶板易坍塌等风险,其采场结构参数的确定及采矿方法的选择是当 今采矿技术的一大难题。 以某铁矿复杂采场为背景,进行采场结构参数数值模拟及采矿方法优化研究。 首先进行岩 体力学实验和现场结构面调查分析,在此基础上采用 BQ 值分级法进行采场岩体质量分级;然后基于岩体质量分级结 果,按采场宽度分别为 10、12、14、16、18 m,采场高度分别为 15、20、30、45、60 m,分为单矿房、两矿房、三矿房、四矿房 开采等 4 种情况,分别对每种情况下采场应力、位移、塑性区分布云图进行模拟计算和对比分析,以确定合理的矿房宽 度和长度参数;最后结合分析结果并考虑安全及经济等因素,提出 2 种回采方案。 研究结果可为类似采场结构参数的 确定及采矿方法的选择提供参考。     

卧虎山铁矿开采方法选择及采场结构参数优化

为了提高卧虎山矿年产量,满足生产要求,找到适合卧虎山矿地下开采的采矿方法,由地质条件入手,通过点柱上向水平充填采矿法和上向高分层充填采矿法2种采矿方法在技术和生产中的优缺点对比,得出适合25~24矿段的采矿方法为上向高分层充填采矿法。为探求此采矿方法合理的采场结构参数,实现安全、高效生产,利用FLAC3D模拟软件,对不同方案的围岩应力及位移分布规律进行数值模拟分析,研究不同矿房宽度对采场稳定性的影响,得到矿房矿柱适合宽度分别为11 m和9 m。由国内外矿山使用的锚杆长度和经验公式得到锚杆长度,预控顶支护方式为锚杆支护。研究结果对其他矿段的回采具有指导借鉴意义。     

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。     

小官庄铁矿复杂矿体高效开采的工程实践

结合小官庄铁矿矿体埋藏深、倾角缓、矿岩松软破碎、地压显现明显、难于开采的特点，通过采取加大采矿结构参数，应用低贫化放矿新工艺，提高采准巷道锚喷网支护强度，确定合理的巷道断面形状、掘进施工工艺和采准回采顺序等综合措施，改善了作业区环境应力状况，有效地控制了采场地压，降低了开采成本，实现了复杂矿体的高效开采。     

充填体与岩体强度合理匹配下的采场结构参数优化

选取合理的充填配比和采场结构参数是采用阶段空场嗣后充填采矿法矿山实现安全回采和提高生产效率的有效措施。根据岩体开挖释放能量与充填体峰值变形能相近的原则,确定了符合中关铁矿的最佳充填配比为1∶6。在此充填配比下,针对中关铁矿的开采技术条件,对影响采场稳定性的矿房长度、矿房跨度和顶板厚度这3个因素进行了3因素3水平的正交试验设计,得到9种试验方案。运用FLAC3D对9种不同方案的采场结构参数进行模拟计算,分析对比了各方案矿房回采充填后采场顶板和充填体矿柱的应力及位移分布情况,研究了各因素对采场稳定性的影响顺序,进而对采场结构参数进行了优选。计算结果表明：矿房长度和矿房跨度是影响采场稳定性的重要因素,最优的结构参数为矿房长度50 m、矿房跨度18 m、顶板厚度8 m,该结构参数下能够保证采场的稳定性且能有效提高矿山生产能力。     

张庄铁矿-390 m中段采场间柱尺寸优化

张庄铁矿首采中段即将结束，由于-390 m新中段矿体水平厚度变大，且采矿阶段高度由60 m变为85 m，为确保高阶段采场分步骤安全回采，并能保证矿山生产能力，研究将矿体厚度按推荐的采场安全长度140 m分为2种采场布置方式，并采用间断和连续2种不同形式的隔离矿柱，通过3D σ有限元法模拟计算分析2种形式共6组尺寸方案的隔离矿柱应力变化趋势，最终确定在矿体厚度为100～140 m时，采用10～12 m宽的间断隔离矿柱；矿体厚度大于140 m时，采用18～20 m宽的连续隔离矿柱。结果为采场安全高效回采提供了理论依据。     

南非Dilokong铬矿采场结构参数优化

南非Dilokong铬矿矿体含铬品位较高,为典型的缓倾斜薄矿体,设计采用房柱采矿法进行回采。针对Dilokong铬矿缓薄矿体的开采技术条件及采矿难题,为探求其合理的采场结构参数,实现现场的安全、高效开采,研究采用正交数值模拟试验,选取了矿房长度、矿房跨度、点柱尺寸和点柱间距4个因素,正交设计了4因素3水平9种采场结构参数模型的试验方案。通过FLAC3D软件对不同方案的围岩应力及位移分布数值模拟结果的对比分析,研究各参数对采场稳定性的影响及优化采场结构参数。试验结果表明,矿房跨度及点柱尺寸是影响采场应力集中和位移变形的重要参数,并确定了合理的采场结构参数,即矿房长度50 m、矿房跨度26 m、点柱尺寸5 m×5 m及点柱间距2 m,研究结果对现场下阶段矿体的回采具有指导借鉴意义。     

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。     

阶段嗣后充填体稳定性分析与采场结构参数优化

由于矿体的走向长度远大于矿房尺寸,因此将充填体力学问题简化为平面应变问题,推导出充填体在一侧暴露情况下的底部剪应力表达式。结合傲牛铁矿的开采技术条件,通过对不同配比充填体的底部剪应力随矿房高度与宽度变化关系的分析,从而确定矿房与矿柱高为40m,宽分别为40m和30m。该研究成果可以为类似金属矿山开采提供理论依据。     

大直径深孔空场嗣后充填法采场结构参数优化及稳定性分析

大直径深孔空场嗣后充填法是安全高效开采倾斜极厚矿体的有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以Jama铜矿1 000万t/a超大规模地下开采为工程背景,利用Mathews稳定图法计算了采场稳定区间和水力半径,并基于“隔三采一”的开采方案,采用FLAC3D软件开展了4组采场结构参数条件下的采场稳定性数值模拟,从而优选出合理的高中段大采场结构参数。Mathews稳定图法采场顶板、侧帮暴露尺寸与水力半径的关系分析表明,当采场顶板跨度为15 m、中段高度为100 m时,采场长度应小于46 m。数值模拟结果表明：二步骤矿柱宽度从15 m增加至19.5 m时,采场顶板的位移、塑性区体积随着跨度增大而增加,底部结构堑沟的两帮安全系数较低且易发生部分剪切破坏。数值模拟与Mathews稳定图法分析结果一致,确定了大直径深孔空场嗣后充填法的最优采场结构参数为采场长度45 m,一步骤矿房宽15 m,二步骤矿柱宽18 m,采场高100 m。研究结果为实现倾斜极厚矿体高中段大采场安全回采提供了理论支撑。