斗南锰矿应用超快硬水泥卷锚杆加固采场顶板的试验研究

文中针对斗南锰矿白姑矿区缓倾斜房柱法采场直接顶板发生局部单层脱落、岩层悬壁折断垮落和倒台阶型冒落的情况,试验研究了超快硬普通水泥卷锚杆加固采场直接顶板获得成效,从而使采场跨度由过去的4—6m 增大到8—10m,矿石回采率由60%提高到81.3%,采矿成本比过去降低了7.3%,具有较好的经济效益.     

凡口铅锌矿大结构参数采场围岩稳定性分析

为保障矿山安全生产前提下的尾砂有效堆存,针对凡口铅锌矿狮岭南Shn-455 m和狮岭Sh-600 m 2个大结构参数采场,采用理论模型、极限平衡法、Mathews稳定图解法、数值模拟技术研究了采场围岩的稳定性。分析结果表明：基于矿山需求和工程经验设计的采场结构参数能够使采场围岩保持稳定状态,Shn-455 m和Sh-600 m采场顶板岩体稳定概率分别为89.8%和88.5%。在保证顶板岩体95%稳定概率的要求下,进一步将Sh-600 m和Shn-455 m采场允许暴露的采场顶板走向长度确定为53.6 m和50.8 m。经数值模拟分析,优化后的采场结构参数在采场开挖前后均能保证采场岩体具有较小的沉降量,但仍可以通过采取支护措施的方法减少采场周边岩体塑性区的发育,确保大结构参数采场处于稳定状态。研究成果对保证凡口铅锌矿安全生产有重要理论和实践指导意义,也能为同类工程设计施工提供参考。     

大采高沿空掘巷小煤柱稳定性分析

围绕谢桥矿1161（3）工作面特定地质条件,进行了相应大采高沿空掘巷的小煤柱尺寸留设、小煤柱围岩应力场和位移场特征的数值计算。对比不同采深的巷道围岩应力场和位移场特性,给出了不同采深煤柱尺寸留设建议,得出该地质条件下采深500 m应取3～5 m宽度煤柱,采深700 m应取5～7 m宽度小煤柱,超过1 000 m的开采深度煤柱宽度应在7 m以上。     

基于ANSYS-R法的采场结构参数优化

为提高某矿回采效率,扩大生产能力,对采场结构参数进行优化。运用ANSYS对12种不同采场结构参数进行了数值模拟分析,得出各个方案采场最大主应力、顶板沉降量、两帮位移量和最大拉应力指标值,分析后保留采场宽、高分别为15 m和14 m以下的9种可行方案;采用正交试验极差法（R法）对这些方案模拟所获取的指标值进行显著性分析计算,确定采场最优宽高组合为宽9 m,高14 m;将最优采场结构应用于现场试验,并对试验采场顶板下沉量进行了实测,模拟结果与实测相对误差为7.48%,模拟结果准确性较高。试验结果表明,采用该法优化的采场结构参数不仅能够保证采场的安全稳定,而且能够大幅提高采场生产能力和回采效率。     

某磷矿深部采场回采稳定性分析研究

针对某磷矿深部矿体回采过程中采空场围岩稳定性状况，采用椭圆形巷道围岩的弹性力学理论对采场结构参数进行分析计算，同时采用FLAC3D有限差分软件对该采场结构参数下采场两步骤开挖充填过程中围岩应力、位移及塑性区变化状况进行了分析，研究结果表明，当采场回采宽度为10 m时，采场回采长度宜为45.4～48.9 m。     

穰家垅银矿大规模充填采矿采场结构参数优化研究

穰家垅银矿存在大量采空区和尾砂堆积等问题,矿山采用的空场法已不能满足持续发展的需求。为提高采场作业安全性,缓解地表尾砂排放压力,拟采用二步骤空场嗣后充填法进行回采,以期处理地表堆积的尾砂,保证采场安全稳定,为此亟待确定采场结构参数。研究建立了5种不同跨度的采场结构模型,利用有限元仿真模拟软件分析二步回采后顶柱、充填体人工矿柱的应力及位移,综合对比不同方案下的顶柱和充填体间柱的安全性,得出采场跨度为15～25 m时,采场安全稳定。考虑到矿山经济效益,最终确定合理的采场跨度为20～25 m。这对同类工程地质条件下的矿山开采具有借鉴意义。     

金属矿山深部采场稳定性分析与结构参数优化

稳定的采场是金属矿山深部安全开采的关键。针对云南某矿的工程地质条件和矿体赋存特征,采用Mathew法对采场极限暴露面积进行理论计算,得到采场长度为30 m和40 m时,采场极限暴露面积分别为600 m2和684 m2,运用2种数值建模法对理论计算结果进行模拟验证,模拟结果表明采场极限暴露面积介于600～700 m2之间。研究结果表明,结合理论计算和数值模拟方法,能够在保障矿山安全开采的情况下合理确定最优采场结构参数。对2种数值建模模拟法进行对比可知,与常规建模数值模拟法相比,简化建模数值模拟法表现出明显的优势。     

VCR法采场结构参数优化的相似模型实验

本文根据相似模型原理,针对新疆阿舍勒铜矿具体地质条件,采用室内相似模型实验研究了采用不同结构参数的VCR采矿方法采场的稳定性。基于弹性介质平面应变的假设,分别模拟了采场结构参数为10 m、12 m、15 m时的矿房稳定性。实验研究结果表明,在现有生产地质条件下,阿舍勒铜矿采场跨度10 m时是稳定的;在12 m时,采场冒落到一定高度会稳定;在采场跨度达到15 m时,采场将会出现不稳定垮塌。实验结果可为VCR采矿方法采场结构的优化提供指导性意见。     

斗南锰矿缓倾斜薄矿体采矿方法的试验研究

斗南锰矿缓倾斜薄矿体采矿方法的试验研究过程中，针对白姑矿区矿体厚度多变的特点，在矿体平均厚度大于１．６ｍ，采场顶板中等稳固的块段进行了锚杆房柱法试验。采用超快硬普通水泥卷锚杆加固采场顶板的新技术，使采场跨度由原来的４～６ｍ增大到８～１０ｍ，矿块矿石回采率由原来６０％提高到８１．３％，采场生产能力达到８６ｔ／ｄ，矿石贫化率为８．３％，同时节约了大量木材，采矿成本比生产时期降低了７．３％，取得较好的技术经济效果。目前锚杆房柱法已在该矿推广应用。     

镇沅金矿无底柱分段崩落采矿法采场结构参数的确定

镇沅金矿设计采用无底柱分段崩落采矿法进行开采,为了提高矿石回收率,降低采矿损失率与矿石贫化率,保证矿山实现安全、高效、低成本回采,分别进行了单体模型放矿试验、平面模型放矿验证试验和交叉进路放矿模拟试验,以确定采场结构参数。按照单体模型放矿试验确定的采场结构参数,进行平面模型放矿验证试验,确定矿石回收率、矿石贫化率和采矿损失率等指标。为了获得较好的矿石回收指标,进行了交叉进路放矿模拟试验,根据试验结果,在矿石贫化率25%的条件下,矿石回收率可达74.88%～87.98%。最终确定采场结构参数为分段高度×进路间距×崩矿步距=10 m×10 m×3.9 m,模拟结果可为现场工业试验提供技术支撑与依据。     

基于多因素层次分析法的金山金矿采场结构参数优化及应用

针对金山金矿采用浅孔房柱采矿法开采中存在生产能力较低、贫损指标不理想等问题,开展了底盘漏斗中深孔充填采矿法试验研究。基于多因素层次分析法对采场结构参数进行优化,得到最终参数为:采场长度60 m,采场宽度30 m,底盘漏斗间距7 m,斗井高度7 m。现场工业试验表明:矿块生产能力286 t/d,矿石贫化率8.15%,技术经济效果良好,值得推广。     

CMS探测技术及Surpac软件在矿山损贫指标分析中的应用

应用充填采矿法进行矿石回采的矿山在进行损失贫化计算过程中,有时需要了解采空区的实际体积,因此必要的采空区测量手段就显得尤为重要。以果洛龙洼矿区3 840～3 854 m分段试验采场为研究对象,应用CMS探测技术对试验采场采空区进行扫描并利用Surpac软件进行后处理,最终计算得出试验采场的采矿损失率为2.76%,矿石贫化率为22.08%,与设计损贫指标估算值较为吻合,对指导矿山后期矿石回采具有一定的现实意义。     

基于采动应力的深部采场结构量化设计

随着科技的进步,金属矿床地下开采的深度也日益剧增,采深的增加也带来了一系列严重的问题。依托岩石力学工作,对招莱金矿带深部矿体采场结构参数进行设计。以矿山实际为典型,运用理论解析法、经验图表法及理论计算法等方法,对焦家金矿深部矿体的采场跨度、长度进行计算,提出了适用于深部特殊应力状态下的采场结构参数,研究发现在采场宽度6 m,采场高度15 m时,采场长度受两帮稳定性影响,最大长度为30 m,考虑到矿体平均水平厚度为45 m,确定尺寸方案为6 m×15 m×22.5 m,设计矿房垂直于矿体走向布置,确保了深部开采过程中采场的稳定性。在此设计过程中随之形成了一套适用于空场采矿法采场结构参数的设计流程,并结合焦家金矿的生产实践,成功对用分段空场嗣后充填采矿法的结构参数进行了设计。     

大尹格庄金矿深部采场稳定性分析与参数优化

以大尹格庄金矿-616m水平8204采场为工程依托,对采场进行稳定性分析及结构参数优化。为此,对8204采场进行工程地质调查、矿岩力学性质试验,并应用Q系统和RMR分级法对采场岩体质量进行评价。基于Mathews稳定性图表法、临界跨度图表法和数值模拟,对采场尺寸和最大跨度进行优化。分析认为,8204采场的最佳跨度为12m,并将其结果应用于现场。结果表明,采用采场暴露面尺寸为12m×100m的结构参数进行回采,采场顶板及围岩并未发生垮落及剥落现象,采场稳定性良好。     

基于岩体质量分级的破碎矿体采场结构参数确定

以四儿沟门金矿为工程依托,开展急倾斜薄到中厚矿体采场结构参数确定。通过对四儿沟门金矿1750中段进行地质调查、岩石力学实验,获得用于岩体质量分析所需的基本参数;应用岩体质量Q分级和Mathews稳定性图表法分析采场稳定性;基于Mathews稳定性图表法确定采场冒落的边界尺寸参数,为中深孔诱导冒落的采场结构参数确定提供理论依据。分析认为在采场高度保持36m不变的情况下,当采场长度为50m时两帮会发生塌落,而顶板则保持稳定,这些参数的确定为诱导冒落采矿技术的使用提供可能性。     

小上山、短上水平残矿回采实践

矿产资源有限,最大限度地回收矿产资源是矿山开采技术研究的重要课题.以大栗子矿业公司东风矿井下160 m中段661采场、662采场间柱回采为例,介绍了东风矿160 m中段老区采场间柱的回采方法:采用浅孔凿岩落矿,利用老区渣源小区域充填,以小上山、短上水平开采工艺回采间柱矿石,回采率达到82 %,取得了很好效果,为金属矿山...     

基于力学分析的无底柱浅孔留矿采矿法溜矿效率优化试验

银山矿井下采场目前主要采用无底柱浅孔留矿采矿法开采北山区的薄矿体,采矿损失贫化较大。为提高井下生产效益,从静力学和流体力学的角度分析了不同的第一分层高度对存窿矿石回采率的影响,并在井下采场进行了现场试验,最终确定采场第一分层最优高度为1.8 m。采场最优第一分层高度的确定,极大地提高了溜矿效率,降低了采矿损失贫化,存窿矿石回采率最高可达82%。     

谦比希铜矿薄矿体采场结构参数优化及应用

谦比希铜矿N1矿体产状较平缓,厚度薄,采用房柱采矿法回采.为安全经济回采该矿体,对采场结构参数进行了优化,得出最优的采场结构参数为:一步骤采场宽度8 m,矿柱宽度和长度均为5.0 m,矿柱间距3 m.现场试验表明:该采场结构参数下试验采场回采安全系数为1.15,回采过程中矿体安全稳定,未发生采空区垮塌等安全生产事故,矿...     

基于FLAC~(2D)的空场嗣后充填法采场结构参数优化

为了探明缓倾斜中厚矿体空场嗣后充填法在不同采场结构参数及不同回采阶段的采场稳定性,引进FLAC2D软件对采场宽度分别为32m、36m及40m时在三种回采阶段的应力、位移和塑性区分布规律进行二维数值模拟。结果表明,充填体理想弹塑性本构模型及矿岩应变软化本构模型适用于矽卡岩矿体,不同开采扰动及矿房跨度条件下采场稳定性不同,当采场沿走向宽度36m以下时最大主应力、最小主应力、塑性区分布及顶板竖直位移在安全范围之内。优化后的采场结构参数为采场沿走向宽度36m,其中矿房31m、间柱5m,实践证明该方案在安全性及经济性上能满足生产要求。     

全尾砂胶结充填相似采场模拟试验

为探究因充填料浆在采场流动沉降产生的采场充填体强度与室内试验值的差异,在相似模拟试验理论的基础上,构建了全尾砂胶结充填相似采场试验装置,并进行了全尾砂胶结充填模拟试验。通过对相似采场充填体钻孔取样、强度测试,将不同分层不同位置的强度结果与室内配比试验强度进行对比分析。试验结果表明:充填采场内,不同水平的全尾砂充填体强度都随充填料浆的流动方向出现明显的先减小后增大再减小的特征;充填体28 d强度相较于室内试验值强度衰减率为28%,强度增强率为63%;以下料口为起点,强度衰减区域位于采场长度的7%～28%,强度增强区域主要位于采场长度的42%～84%;除最顶分层外,其他分层充填体平均强度均高于室内配比试验强度,高出19. 7%。