中段矿柱进路回采工艺及参数优化

针对厚大矿体阶段矿柱采用上向分层进路回采采场布置特点,应用岩石破裂过程分析方法,从分析上覆岩体、采矿点柱、间柱和阶段矿柱受力状态及力学关系着手,建立起进路回采工作面顶板力学状态数学模型,分别计算了进路沿走向和垂直走向两种布置方式对暴露顶板稳定性的影响,并计算出不同进路宽度时的最小护顶矿层厚度,计算结果为进路采矿采场采准布置及安全管理,提供了较好的理论依据。     

分段空场崩落采矿法顶板稳定性分析

蜂子山铅锌矿ⅪV1主矿体上下盘围岩均不稳固,试验应用改进的分段空场崩落采矿法。采用三维有限元对其护顶矿层和隔离矿柱的稳定性进行模拟分析。通过比较4种方案的应力、安全率和塑性区分布,优选了合理的采场结构参数。研究结果表明:矿房回采时,护顶层厚度对顶板稳定性有显著影响,顶板稳定性随护顶层厚度增加而提高;采场跨度对顶板稳定性也有较大影响,随采场跨度增加而降低。选取适当的护顶层厚度和控制采场跨度可有效保证空场稳定性,论文研究成果可为实际采矿设计和岩层控制提供理论依据。     

基于小变形薄板理论的水平矿柱回采预留厚度探讨

在分析水平矿柱回采过程最有可能失稳方式的基础上,将水平矿柱回采的采场顶板简化成小变形薄板结构,通过李兹法求解其挠度表达式,结合极限平衡强度理论得出预留安全厚度和采场跨度之间的关系式,为水平矿柱的安全高效回采提供可靠的理论依据。     

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。     

张家洼铁矿崩落转充填采矿工艺及结构参数研究

随着绿色矿山理念的发展,崩落法矿山逐渐向充填法转型,隔离矿柱厚度和矿房参数对崩落转充填 后采场整体稳定性具有重要影响。针对张家洼铁矿无底柱分段崩落法转充填法问题,通过理论计算对隔离矿柱位 移进行求解获得保证下部充填采场稳定的隔离矿柱安全厚度。同时,利用 FLAC3D软件对不同矿房跨度和充填工 艺回采过程中的采场稳定性进行分析评价,确定最优采矿工艺和结构参数。研究表明：①12.5 m 厚隔离矿柱能够 满足过渡阶段采场稳定性;②15 m 矿房跨度顶板拉应力集中较大,且顶板位移显著增大,为了确保回采安全,优先 采用 10 m 矿房跨度,在顶板条件好的区域可以考虑采用 12 m 跨度;③采用 3 MPa、4 MPa 和 5 MPa 强度的人工假顶 均可保证下中段开采过程中采场稳定,因此可将 3 MPa 作为人工假顶的充填体强度标准;④阶段矿房内人工假顶 上部采用 1 MPa 充填体整体充填满足二步采充填体单侧揭露稳定要求,可降低原设计多次不同强度分层充填带来 的施工组织难度。     

高承压含水层下矿体回采保安矿柱合理宽度留设应用研究

针对"三下"矿体回采难度大、安全要求高等特点,并结合矿山水文地质条件及开采现状,提出了"顶板预控、分区隔离、及时充填"的方案,并通过理论计算、数值模拟、工业性试验等手段对矿体强化开采时护顶矿柱厚度及隔离矿柱宽度进行了模拟和计算。现场工业性试验表明,"顶板预控、分区隔离、及时充填"方案能够有效控制采场顶板大面积垮落,确定西区护顶保安矿柱厚度为120m,东、西区连续隔离矿柱宽度为20m。     

缓倾斜极厚难采矿体采矿方法的试验研究

在东乡铜矿Ⅶ号缓倾斜极厚难采矿体中，采用多单元多步骤阶段矿房采矿法，将矿块划分为两个矿房分条和两个矿柱分条，又将矿房分条和矿柱分条划分为若干个回采单元，按单元编号，分单元分步骤回采，先采矿房单元，后采矿柱单元，采后用尾砂胶结和非胶结充填料处理空区，单元空场顶板应用注浆长锚索预控顶，使采矿方法获得成功。经济和社会效益显著。     

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。     

竖分条上向水平分层充填法在金牛公司的应用

缓倾斜矿体由于其自身特殊的矿体赋存状态,造成采切工程量大、回采难度大、围岩塌落、残矿回采复杂等一系列难题。如何提高采矿效率和降低损失贫化是目前必须解决的问题。嵩县金牛公司东湾矿区采用竖直分条上向分层充填采矿法,垂直矿体走向布置矿房、矿柱,两步骤自下而上水平逐层回采,通过合理布置采切工程,成功降低了采矿成本、损失贫化率,并提高了出矿效率,取得了良好的经济效益。     

缓倾斜薄矿体采场顶板跨度及矿柱尺寸计算

采用房柱法开采缓倾斜薄矿体时,合理的顶板跨度和矿柱尺寸对矿山安全和持续生产至关重要。以大新锰矿为工程背景,分别采用经验公式、板理论及梁理论等对采场顶板跨度进行了计算与分析,推荐采场顶板跨度为8 m。在此基础上借助矿柱荷载理论,兼顾矿柱的几何形状、流变效应、尺寸及爆破破坏等影响因素,对矿柱进行了设计。结果表明:本研究推荐的采场顶板跨度和矿柱计算方法简便、可行,适用于缓倾斜层状薄矿体房柱法开采设计。     

进路法回采顶柱人工假顶的稳定性分析

针对用进路法回采顶柱的人工假顶暴露形状为矩形的矿山地下结构，应用薄板理论和能量原理对其稳定性进行分析。通过建立进路结构力学模型，得出院 假顶变形阶段的挠曲，应力与假顶的强度，受力及工程尺寸等参数的关系式，并具体应用于新城金矿的顶柱回采实践中，结果表明：运用该理论方法分析采场稳定性在生产实际中具有很好的指导作用。     

大直径深孔阶段空场法开采结构参数的优化

某矿在实施大直径深孔阶段空场法开采的过程中,根据矿体的赋存条件、开采经济上的可行性和生产管理等情况,采取垂直矿体走向和沿矿体走向两种布置矿块形式。在矿岩力学性质研究的基础上,运用有限差分软件FLAC3D对该矿大直径深孔阶段空场法采场结构参数进行数值模拟研究,以确定矿块、矿房、矿柱等参数。     

呷村银多金属矿复杂空区矿房矿柱回采方案优选研究

通过分析研究矿房矿柱回采的基本要求和方法技术特点,以呷村银多金属矿4206矿房矿柱为例,结合4206矿房空区、当前工程布置以及回采矿房矿柱分布等实际情况,提出了充填回采、分段崩落回采、大爆破回采3种不同的回采方案,并对方案的采切工程布置和回采工艺进行了简要介绍说明。最终经过技术比较分析、生产成本要求分析、生产规划要求分析,确定方案三为最优方案,并投入生产应用。     

留矿法采后间柱回采方法优化研究

为解决留矿法采后形成的采空区处理和间柱回收问题,保障后续生产的安全和间柱资源的回收,本文结合盘龙铅锌矿采空区和矿柱的赋存条件,确定了现有空区的处理方式必须采用充填法处理,仅在独立的小采空区采用封闭空区的处理方法。同时对比分析了三种不同的间柱回采方法,通过优缺点比较最终选择上向水平分层充填采矿法作为间柱回采的主要方法。     

张家夏楼铁矿缓倾斜、倾斜中厚至厚大矿体开采方案设计

张家夏楼铁矿矿床上覆有厚大第四系,且为倾斜、缓倾斜中厚至厚大难采矿体。为实现其安全高效开采,分别采用厚跨比法、结构力学梁理论、经验公式法以及数值模拟法,对护顶矿柱厚度进行了计算,确定的最优值为24 m。在此基础上,针对该矿矿体特征,提出了空场进路出矿和下盘脉外出矿的分段空场嗣后充填法2种方案。通过技术经济比较,认为采用遥控铲运机的空场进路出矿方案可有效降低采切工程量,吨矿可比开采成本可降低20%以上,故推荐该矿采用空场进路出矿的分段空场嗣后充填法生产。     

某铜矿分段空场嗣后胶结充填人工假顶厚度计算及分析

某铜矿采用分段空场嗣后充填法进行回采,开采过程中留有大量矿石在顶柱中成为永久损失。为安全有效地回收遗留在顶柱中的高品位矿石,需在上中段底部铺设人工假底作为下中段的人工假顶。由于人工假顶厚度是影响巷道稳定性的重要因素,因此本文针对该铜矿的2640m中段建立了钢筋混凝土人工假顶力学模型并进行受力分析。在此基础上利用塌落拱原理与组合梁理论分别计算了人工假顶的厚度,并得出该矿的人工假顶厚度为1.5m。该方法可为同类矿山借鉴。     

某矿露天转地下顶柱安全厚度研究

以某矿为工程实例,根据矿区的水文地质情况、矿岩的物理力学性质等,运用鲁佩涅伊特理论计算法、结构力学梁法、厚跨比法等进行顶柱安全厚度计算,并对计算结果和三维数值模拟的结果进行对比分析,得出该矿露天转地下时境界顶柱安全厚度与采空区跨度之间的关系,这对指导该露天矿的生产以及维护作业人员和设备的安全具有十分重要的意义.     

谦比西铜矿西矿体采场结构参数优化

中非矿业公司下辖谦比西铜矿西矿体含铜品位较高,顶板破碎,为典型的缓倾斜中厚难采矿体,设计采用上向分层充填采矿法进行回采。为探求其合理的采场结构参数,利用有限元软件ANSYS对采场不同布置方式时围岩的应力变形状况进行分析,确定了采场垂直矿体走向布置为最优回采方案,设计出9种典型采场结构模型,对其模拟结果进行优化比较,最终确定了合理的采场结构参数,即 4.3 m矿房,4.0 m矿柱。     

缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究

以新疆哈密黄土坡铜锌矿为研究对象,针对矿山一期开采中存在的损失、贫化率较高,通风条件差等问题,提出了采用二步骤采矿法开采深部矿产资源的新方案。即矿块垂直矿体走向布置（矿体厚度≥10 m）,将矿块划分为矿房和矿柱,分为二个步骤进行回采,第一步先采矿房,第二步后采矿柱。开采矿房时,采用分段矿房法回采,阶段嗣后充填;开采矿柱时,采用上向水平分层充填采矿法回采。基于FLAC3D对新方案的第二步骤开采过程进行了数值模拟,第二步骤的开采过程中顶板未出现冒落、垮塌等现象。同时经过一期及二期试验采场的工业试验验证,证明新方案具有工人工作集中、设备利用率高,矿房回采时顶板暴露面积较小、作业条件安全性较高,矿柱回采时损失极大减小、采矿成本适中等优点,其采矿回采率及贫化率分别为93.50%、7.69%,极大地提高了矿山的经济效益。