诱导冒落在龙首矿崩落法覆盖层形成中的应用

金川集团龙首矿西二采区在由下向分层胶结充填法转 为无底柱分段崩落法时,需要崩落或冒落大面积胶结充填体 及上部覆岩为崩落法采场形成覆盖层.通过分析覆盖层形 成技术,选择采用诱导冒落技术形成西二采区覆盖层,随后 对胶结充填体及上覆岩层的可冒性进行了分析,并结合西二 采区实际情况制定了具体的诱导冒落实施方案.在该技术 方案实施过程中,采用微震监测、现场跟踪观测以及地表沉 降监测等技术手段,对崩落法采场顶板的冒落过程进行了实 时动态监测.监测结果表明,西二采区利用诱导冒落技术安 全顺利地使采场顶板胶结充填体冒落形成了覆盖层,为西二 采区成功由充填法转向崩落法奠定了良好的基础,对类似矿 山具有工程借鉴意义.     

冒落胶结充填体对崩落法矿石回收效果影响作用研究

龙首矿西二采区在下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法过程中,人工诱导强度较低 的胶结充填 体自然冒落形成覆盖层,而覆盖层废石块度对崩落法的矿石回收效果有着显著的影响作用。本 文系统研究了冒落 胶结充填体及扇形中深孔崩落矿石的块度分布规律,及其在放矿散体移动场中的二次破碎机理 及特性。研究结果 表明,尽管胶结充填体强度较低,但其在空场条件下冒落的散体尺寸以中等块度（>0.3 m）以 上为主,即便是在放矿 散体移动场中受外力作用而发生二次破碎,其小块（＜0.1 m）比例增加的程度也十分有限, 更不会被全部破碎成 粉,而且扇形炮孔崩落的矿石平均块度要小于冒落胶结充填体的平均块度,这一结论是确保西 二采区无底柱分段 崩落法取得良好应用效果的关键所在。为进一步防止冒落胶结充填体过早破碎和提前混入矿石 造成贫化,提出了 减小崩落矿石块度与组合放矿相结合的技术方案。最后,在矿山开展了工程实践,验证了前期 研究结论,为矿山无 底柱分段崩落法取得全面成功奠定了良好基础。     

复合岩层诱导冒落发展过程及破坏特征研究

无底柱分段崩落法在正常回采之前必须先形成覆盖层.以某大型有色金属矿山由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法为工程背景,采用 PFC(ParticleFlowCode)离散元数值模拟方法研究了由胶结充填体、片麻岩和第四系表土构成的复合顶板岩层诱导冒落发展过程和破坏特征.研究结果表明,在工程诱导条件下复合岩层将发生“胶结充填体拱形散体冒落＋片麻岩整体岩柱滑落＋第四系表土拱形散体冒落”的特殊复合冒落模式.崩落法首采分段回采结束后可形成厚度不小于３０m 的散体覆盖层,同时在崩落法回采过程中,可通过调控回采顺序来延缓断层破坏时间,从而避免因断层破坏带来的地质灾害.在过渡期崩落法采场和充填法采场均应采取整体由东向西的顺序推进,二者在推进顺序和回采进度上保持时空协同,使两种采矿法的采场始终在平面上保持较大的距离,避免不同采场之间采动应力的不利影响,确保充填法与崩落法的安全高效协同开采.     

崩落法放矿过程中冒落覆岩破碎性能及块度组成模拟研究

某矿原采矿方法为胶结充填采矿法,数年的采矿生产在矿石层上部形成了厚数十米的胶结充填体。现拟改为无底柱分段崩落法进行回采,其废石覆盖层将主要由自然冒落的胶结充填体组成。本文结合崩落覆岩下放矿研究的需要,对构成废石覆盖层的胶结充填体在放矿过程中的破碎性能及块度分布情况进行了研究。研究表明:胶结充填体自然冒落不会产生大量的粉状物;放矿过程的二次破碎作用并不会使胶结充填体大量成粉;由于崩落矿石的块度接近甚至小于冒落胶结充填体的块度组成,放矿过程中冒落胶结充填体提前渗入崩落矿石并造成严重贫化的问题不会很突出。此次研究对矿石的回收有重大的指导意义,回答了冒落胶结充填体在放矿过程中是否会造成严重贫化的问题。     

充填采矿法转崩落采矿法的上覆充填体处理技术

针对金川公司下向进路胶结充填采矿法不适应低品位矿体开采的难题,提出大面积充填体下的崩落采矿方案,选用3DEC数值模拟软件进行建模计算和结果分析,得出不留护顶矿时充填体更容易冒落形成覆盖层,覆盖层高度为分层高度的2倍以上;留设顶柱延缓了上覆充填体的崩落,但不利于覆盖层的形成,故不留护顶矿更适合龙首矿西采二区崩落法采矿覆盖层的形成。研究成果可为同类矿山开采提供借鉴。     

联合采矿法回采挂帮矿时采空区的临界冒落跨度研究

露天转地下过渡期挂帮矿开采方法有多种,其中联合开采是解决过渡期产量平衡的有效方法。使用联合采矿法会形成非连续的采空区,这些采空区将影响矿山的安全生产,因此,需要研究安全合理的空区处理方法,诱导冒落法是近几年兴起的一种新型空区处理方法,采用诱导冒落法时需要提前确定采空区的临界冒落跨度和散体垫层的安全厚度,文章结合某铁矿挂帮矿体的实际情况,首先利用解析法计算出空区的临界冒落跨度和散体垫层安全厚度,然后通过数值模拟对矿柱回采过程中空区顶板围岩的位移、应力进行分析,补充验证了采空区的临界冒落跨度,并证明了采用此方案处理采空区的可行性,对矿山的生产施工具有一定的指导意义。     

缓倾斜中厚矿体覆盖层补充问题研究

大顶山矿区属于缓倾斜中厚矿体,采用无底柱分段崩落法进行回采,随着回采分段的不断下降,相当部分的覆盖层会损失在矿体下盘,导致在下分段的回采过程中没有足够的覆盖层来保证安全有效回采。根据大顶山矿体特征,从理论上分析了强制崩落法及自然冒落法在大顶山矿区补充覆盖层的应用可行性。研究得出:对于缓倾斜中厚型矿体,采用强制崩落与自然冒落形成覆盖层的方法是可行的,对于强制崩落形成覆盖层,上盘回采进路推进2~3个步距,可以避免矿岩破碎带给立槽带来困难,并为下分段回采提供足够的覆盖层;对于自然冒落形成覆盖层,为了及时有效地发生自然冒落,采取同时退采3条巷道的方式。     

大结构无底柱分段崩落法覆盖层厚度研究

为了确定30m×20m大结构参数无底柱分段崩落法合理的覆盖层厚度,通过理论计算和数值模拟方法对覆盖层厚度进行了研究。先根据放矿椭球体理论、缓冲冲击气浪计算出覆盖层厚度分别为43.8m、22.5m;然后利用PFC~(3D)对不同覆盖层厚度下放矿进行了模拟,得出矿石回收率、废石混入率指标最优时的覆盖层厚度为45m。综合理论计算和数值模拟结果,推荐矿山合理的覆盖层厚度为45m,可确保生产安全并取得较好技术经济指标。     

大型采空区高天窗开通技术研究

空场法回采所形成的大型采空区的顶板冒落产生的空气冲击气浪将严重影响矿山的生产安全,此类矿山一般采用在空区底部保留碎石垫层预防顶板冒落冲击,但是碎石垫层的瞬间滤波效果有限,开通天窗泄压效果更明显。运用气体质量守恒定律计算确定了天窗的开通面积,并采用深孔分段爆破的方式形成282~335m2的泄压高天窗,为矿山安全生产提供了保障,也可为类似矿山的空区处理提供借鉴。     

毛公铁矿采空区安全经济治理方法

毛公铁矿存在着由采空区批量冒落而引起的气浪冲击危害。根据矿山的地质条件、开采现状以及监测结果,分析了采空区冒落的发生条件以及冒落发生的主要地点,在此基础上,按崩落法本质安全理念,研究提出在分段之间上盘面之下的矿体里掘进沿脉切割巷道,布置扇形中深孔回采形成切割空间,并与回采进路协同退采的方案,保障采空区顶板的零星冒落。同时,在新老空区连通时,采取控制冒落形式与工作面防护相结合的方法,严防空区冒落冲击危害。提出的治理方法,既有利于对新增空区顶板冒落形式控制,也有利于降低上盘侧采出矿石的贫化率,实现了采空区的安全经济治理。