阶段矿柱分条回采采场稳定性数值模拟与参数优化

本文针对水平厚长较大的阶段矿柱采用上向分层分条回采的采场布置特点,应用岩石破裂过程分析方法,建立起分条回采工作面顶板力学状态数学模型,分别计算了分条沿走向和垂直走向两种布置方式对顶板稳定性的影响,得出了对应各不同分条跨度的最小护顶层厚度。利用该方法的计算结果,对采场回采分条的布置方式、分条跨度、分条长度的控制,护顶矿层安全厚度的确定,提供了较好的理论依据,对阶段矿柱的回采具有指导意义。     

盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法应用研究

南京栖霞山铅锌矿采用上向点柱分层充填采矿方法回采,由于随着开采深度的增加,采场顶板及上盘围岩应力集中,引起顶板冒落。为了提高回采作业安全性和回采率,盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法由多个采场组成一个盘区,以进路方式由下向上分层回采,每一分层间隔布置Ⅰ、Ⅱ期若干进路,以每条进路为单元分别进行回采和充填,Ⅰ期进路超前Ⅱ期进路形成阶梯式回采,进路充填不需进行采场接顶,一个采场可间隔布置多个作业面进行采矿和充填。为了有效控制Ⅱ期进路回采时Ⅰ期进路充填体垮塌现象,提出了预留梯形矿柱或连续条形矿柱的回采方案,保证了回采作业的安全。应用研究表明,采场的综合生产能力达到每月6 452t,回采率达到了87.1%,贫化率小于3%,生产能力完全达到了设计的要求。     

和睦山矿采矿方法的改进

和睦山矿采用分段空场嗣后充填采矿方法,矿房回采到一定阶段形成一定空区后,采场出现顶板冒落、矿柱垮塌等现象,导致矿区矿石贫化率大,回采率低。通过分析,矿区矿岩稳定性差是造成采场顶板冒落、矿柱垮塌的主要原因,采用上向水平进路充填采矿法能有效降低矿石贫化率,提高矿石回采率。     

无底柱崩落法采场结构的受力特征分析

以某铁矿无底柱崩落法的实际采场尺寸、力学参数、支护形式作为计算模型的条件,采用三维有限元方法,模拟了矿石回采前及回采进行时等各种情况,系统地分析了进路顶板、矿柱侧墙、以及联络道的应力分布。给出了采场结构的受力特征,提出了相应的支护措施,并在现场支护试验中获得了成功的应用。     

干式充填体下中段矿柱回采综合技术研究

本文介绍的超前注浆造顶上向进路尾砂充填连续采矿法,通过“模糊数学优选采矿方法、数值模拟优化采场结构参数、超前注浆固结造顶、无界限连续回采工艺、侧伏进路断面、快速脱水加筋尾砂充填、采场顶板智能动态监测”为技术特色的非胶结充填体下破损阶段矿柱安全、高效回采成套技术,有效解决了河东金矿老采区残留矿柱资源的综合回收难题,增加矿山可采储量,提高矿山经济效益。     

杜达铅锌矿采场矿岩稳定性分析与回采工艺优化研究

通过对杜达铅锌矿探矿钻孔数据的统计与分析,结合采场实际情况,计算Zn矿带、Py矿带等六个岩组RQD值,通过RQD值与巴顿岩体质量评价法对六个岩组稳定性进行分析并分析其最大不支护跨距。对上向进路充填采矿方法初步方案实施存在的问题进行分析,分别针对采场充填工艺、回采顺序、采场支护存在的问题进行研究,提出了废石+砂袋筑坝工艺进行充填挡墙施工,将“隔一采一”进路充填回采调整为进路顺序回采,使用人工喷砼假柱与锚索支护综合采场支护技术分别解决了采场接顶充填,二步采顶板风险高、损失贫化大和矿岩不稳固采场安全高效回采难题。     

上向进路充填采矿法在镇北铁矿的应用及优化研究

镇北铁矿二期工程23#矿体-350～-320 m水平原设计采用阶段充填采矿法进行回采,现改为上向进路充填采矿法,缩短了采准切割时间,并通过采矿方法优化,矿柱采场采用尾砂废石混合胶结充填,矿房采场全部采用废石充填,大幅节约了充填成本,并减少了废石的提升量,进一步节约了废石的提升运输费用。此外,在回采过程中,根据采场围岩结构变化,灵活采用分段回采、留设临时矿柱等措施,确保了采场长进路、高分层回采落矿安全。     

充填体下阶段水平矿柱回采顶板安全厚度及进路充填采矿法

为了安全回采松散矿碴及低强度充填体压覆下的阶段水平矿柱,采用古典杨森散体压力理论及矩形等厚薄板力学模型分析了留设顶板受载情况及安全厚度,并通过工程实例进行了验证。结果表明,当上中段破碎底部结构不予回采,下中段顶柱留设安全厚度时,可通过进路式充填采矿法实现水平矿柱的安全开采;其中,下中段顶柱高5 m,采高3.5 m,顶板安全厚度1.5 m,矿石回收率68%,贫化率3%,取得了较好的安全与经济效益平衡。     

新城金矿高地应力条件下顶底柱规模化采矿技术研究

新城金矿V~#矿体-580 m中段顶底柱留有大量矿石且品位较高,为减少资源损失,扩大企业经济需要,亟需对顶底柱进行回收。结合新城金矿-580 m中段地质赋存条件和高地应力等特征,设计了进路垂直于矿体走向布置的上向进路充填采矿法,从矿体最上盘第一条进路开始,以采场联络巷为终点,沿矿体走向方向后退式回采,垂直于矿体走向从上盘到下盘依次回采。采场沿矿体走向方向布置,和人工假顶的方向正好呈十字交叉状,使得每一采场回采时所暴露的各条人工假顶的面积都很小,胶结充填后能很好地维护顶板的稳定性。试验结果表明,V~#矿体-580 m中段实现了顶底柱规模化开采,矿石损失率大约为31.6%,顶柱回采的最大作业能力为1 300 t。上向进路充填采矿法科学合理、简单高效,对类似地质条件矿体开采具有借鉴意义。     

三山岛金矿软破介质下残柱开采的稳定性分析

为确保三山岛金矿顶底残柱安全高效回采, 采用理论力学与数值模拟对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立了理论力学模型, 应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载, 采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析, 得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数, 进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析, 得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度, 以及不同跨度的进路顶板冒落规模, 从而得到采场进路宽和高分别为1.5 m和1.6 m。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于三山岛金矿残柱的开采中, 并对采场沿脉巷道进行位移监测, 能确保试验采场安全生产。     

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。     

新城金矿Ⅴ#矿体-580 m中段顶柱采矿方法研究

针对新城金矿Ⅴ#矿体-580 m中段顶柱回采存在安全隐患的问题,提出垂直于矿体走向布置采场的上向进路充填采矿方案。介绍了开采方案的盘区及采场划分、采准工程布置、回采顺序、回采工艺和巷道掘进及顶板管理等。为了验证开采方案的正确性,运用振弦式锚杆测力计和钢尺收敛计对采场和巷道的稳定性进行了监测。结果表明所采用的采矿方法是合理的,为顶柱的回采提供了理论依据,具有重要的实践意义。     

顶底柱残矿回采的临时支护配合间隔进路式方法的应用

在康家湾开展顶底柱残矿回采已有10多年的历史,积累了丰富的经验,总结提出了顶底柱残矿进行回采的临时支护配合间隔式进路回采方法。通过10多年的实践,回采出20余万吨高品位顶底柱残富矿,取得良好的效果。证明该种施工方法和工艺流程非常适用顶底柱残矿安全高效回采。本文分析总结该施工方法的支护参数和施工工艺,为国内使用充填采矿法的矿山安全回采顶底柱残矿具有重要的作用和意义。     

高中段大面积矿房底柱回收护顶层留设研究

针对高中段大面积矿房底柱回收时上覆充填体控制要求,建立了进路回采工作面顶板力学状态模型,应用有限差分模拟软件FLAC3D,计算了不同矿柱和进路宽度留设时矿体的稳定性,论证了采用超前注浆上向进路连续回采采矿法回采底柱的可行性,提出了底柱回采前的一系列安全技术措施：超前注浆造顶、打长锚索加强支护、留设护顶层。在此护顶层控制下,上覆充填体的下沉得到了有效控制,使底柱得以安全回收。     

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。     

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。     

下向二步进路开采上向充填采矿应用研究

针对南任铁矿区极不稳定矿岩进路充填采矿效率低、安全性差的现状,在现场勘察、试验及数值模拟的基础上,提出了维持顶板暴露面积不变的下向二步进路回采上向充填的方案。在顶板支护优化与逐孔爆破相结合的基础上,进行了现场试验。结果表明,该方案有效地简化了施工工序,提高了回采效率和采场的安全性,对该地区极不稳定破碎岩体安全高效开采有示范意义。