矿岩崩落块度预测的节理面三维模拟技术及其应用

基于传统二维状态下块度预测存在的弊端, 提出以构造面的空间展布规律为基础, 利用Monte Carlo技术模拟节理系统, 采用三维实体切割技术建立块体三维截取模型的矿岩块度预测新模型, 实现了矿岩崩落块度的三维预测, 并开发了相应软件OFP 1.0(Ore Fragments Prediction)。研究成果应用于某特大型斑岩铜矿, 预测结果表明: 该矿山等效尺寸大于1.65 m的块体筛上累积百分比为40%, 大于1.26 m的块体筛上累积百分比为59.85%。根据等效尺寸与块体体积的转换关系, 建议放矿口尺寸设置为5 m×5 m, 此时放矿口堵塞几率较小。研究成果为自然崩落法矿山采矿方法设计和工程中的放矿控制提供了重要依据。     

自然崩落法矿岩崩落块度研究现状与趋势

通过资料查阅和整理,文章介绍了自然崩落法矿岩崩落块度研究的不同方法,总结了相关方法的优势与不足;另外,对矿岩崩落块度预测研究现状进行了描述;最后提出未来矿岩崩落块度预测的可能研究方向在于岩体节理构造的精准探测和三维模型的精准构建,同时表征节理岩体崩落破坏的本构模型研究也是今后理论研究的重点。     

三维矿岩崩落块度模拟技术在某铜矿中的应用

以钻孔和坑道调查获得的参数为样本, 通过建立矿岩地质块段模型, 应用区域化变量统计函数进行节理分布规律统计, 利用DIMINE自然崩落块度模拟系统软件, 实现了某铜矿首采区矿岩崩落块度大小和分布范围的模拟与预测。结果表明: 采区下盘岩体的块度最大, 略大于矿体, 上盘岩体的块度最小, 但三者的等效尺寸最大值比较接近, 在2.1~2.5 m之间变化; 形状系数分布差别不大, 主要集中在0.02~0.2之间, 形状以盘状和块状块体居多。     

眼前山铁矿深部矿岩结构特征分析

为了探索眼前山铁矿实现自然崩落法开采的可行性,需要对矿区深部矿岩特性有深入了解。采用人工测线法对眼前山铁矿现场岩体结构面进行了调查,并采用Dips软件开展了节理裂隙特征分析。研究结果表明:该矿区存在3组优势节理组,节理裂隙间距体密度为1.79～2.53条/m~3;眼前山铁矿东部区域节理裂隙虽不够发育,但调查发现的缓倾角节理对自然崩落法的实施具有一定的影响作用。     

眼前山铁矿矿岩分区可崩性评价研究

矿岩的可崩性是影响自然崩落法成功应用的关键因素,在眼前山铁矿进行开采技术条件研究成果基础上,分析不同区域的节理裂隙条件与特征,分别采用RQD指标法、RMR岩体质量法等矿岩质量评价法对眼前山铁矿进行分区矿岩可崩性评价研究,确定了不同区域矿岩的可崩性级别,为自然崩落法设计提供了依据。     

眼前山铁矿上盘千枚岩边坡研究

１　概述 眼前山铁矿二期扩建开采中，在矿体上盘设计铺设铁路双干线地段由碳质千枚岩构成的边坡发生变形破坏，使铁路双干线不能按原设计进行。该地段岩体特别是碳质千枚岩的工程地质性质不清，严重影响对该地段边坡变形破坏的治理。因此，查清碳质千枚岩的工程地质特征成为面临的十分紧要的任务。 本文所要研究的是边坡工程地质，根据ＧＢ５００２１－９４岩土工程地质勘察规范结合矿山设计、生产、科研中提出的实际问题和地段特有的工程地质条件，有下列问题需深入研究并作出科学的结论； （１）碳质千枚岩的天然赋存状态 在设计境界内碳质千枚岩暴露在边坡上将有几个阶段？这就必须查清碳质千枚岩与上下盘绿泥千枚岩的接触关系，以及研究碳质千枚岩是怎么形成的？进而碳是怎么形成的等一系列岩土成因问题成为本课题首先要解决的问题。 （２）碳质千枚岩的岩体强度 这是研究边坡稳定性的核心问题，这就是通常说的岩性和构造两个评价边坡稳定性的基本要素。碳的含量各部位不同，因而强度不同，故必须区别对待。 （３）地下水对边坡稳定性的影响程度 研究地段有大量的出水点，水是否是影响该地段边坡稳定的最主要因素？水的来源及含水层分布等问题均需要解决。 鞍山地区地质研究历史比较悠久，...     

眼前山铁矿水压致裂矿岩预处理裂隙扩展研究

水压致裂预处理技术是大幅改善硬岩矿山矿岩可崩性的关键技术,选用合适压裂能力的设备以及压裂钻孔布置是工业应用中的重要工作。本文基于眼前山铁矿开展的水压致裂矿岩预处理试验,采用微地震定位及水位观测的方法对岩石水力裂缝扩展距离、破裂面方向等进行了分析。结果表明:当注水泵量为150L/min时水力裂缝扩展距离最大可达34m,平均值为24. 54m,该泵量下1 500s内裂缝已充分扩展;微地震平面分布的长轴方向与区域上水平最大主应力方向近乎一致;水压致裂试验产生的破裂面法线方向为最小主应力方向。     

眼前山铁矿生产能力现状探析

介绍了眼前山铁矿生产现状及困扰生产能力的主要因素,并对2009年眼前山铁矿露采生产能力进行了分析.     

尖山铁矿溜井管理中块度配矿研究

通过对尖山铁矿粉矿堵井，泥石流跑溜和各系统下料喷堵矿等现象的研究与分析，在品位配矿的基础上，提出了块度配矿的生产管理措施。经过两年的实践，取得了较好的效果。     

基于矿岩崩落规律的JM矿拉底方案设计

自然崩落法中拉底方向和拉底高度的设计直接影响矿山生产和安全.以塞尔维亚JM 矿为工程背景,结合拉底高度和拉底推进方向与主应力的关系设计了6种拉底方案,从矿岩崩落量、初始崩落拉底面积、持续崩落拉底面积、矿岩崩落速度4个方面分析不同拉底方案下矿岩的崩落参数,确定了最优拉底方案.结果表明:当采用拉底高度为10 m、推进方向垂直于最大主应力方向的方案进行拉底工程布置时,崩落效果较好,矿岩达到持续崩落后,崩落速度较为稳定,该方案下矿岩初始崩落拉底面积介于4537.5~5400 m2之间,持续崩落拉底面积介于16537.5~18150 m2 之间,持续崩落速度为0.2599 m/d,可满足矿山生产要求.     

眼前山铁矿三期开采方式的研究

眼前山铁矿二期开采即将结束,如果在二期开采结束后继续扩大露天坑进行三期开采的话,其生产剥采比将达到2.9～3.4,再加上运输高差加大,生产成本将急剧上升,已不存在进行扩帮继续露天开采的可能性,这就决定了三期开采选择地下开采.提出了二期与三期之间的增产过渡方案.在开拓方式的选择上,通过技术经济分析确定了竖井开拓方案,在采矿方法的选择上,根据矿体厚大和急倾斜的特点选择了无底柱分段崩落法,生产能力500万t/a.研究结果表明,眼前山铁矿由露天转为地下开采后,生产能力大,生产成本低,可为矿山带来巨大的经济效益.     

眼前山铁矿露天转井下采矿方法研究

结合鞍钢集团鞍山矿业公司眼前山铁矿露天转井下生产的需要,根据眼前山铁矿的矿体赋存条件和矿岩特性,提出了眼前山铁矿露天转地下生产中应该注意的覆盖层厚度及挂帮资源回收的2个主要问题,并对可能采用的3种地下开采的采矿方法（无底柱分段崩落法、VCR法和自然崩落法）进行了分析和探讨,对眼前山铁矿露天转地下生产具有一定的指导意义。     

眼前山铁矿坚硬矿石掘进技术

眼前山铁矿东端帮作业区为该矿挂帮矿生产的主要作业区,针对掘进过程中出现的掘进布孔设计不合理、爆破效率低、掘进成本高等问题,对坚硬矿石巷道掘进技术进行了研究。分别通过矿石力学分析、可爆性分级、理论分析、工业试验,优化确定了眼前山铁矿坚硬矿石掘进布孔参数和爆破工艺技术参数。在实践过程中,通过加强掘进工序管理,有效改善了掘进爆破效果,提高了爆破作业效率,降低了作业成本,为该矿今后转入深井开采奠定了良好基础。     

眼前山铁矿岩体完整性评价方法

在岩石工程领域主要采用RQD对岩体完整性进行描述,而RQD受机械扰动等因素的影响,其可信性较低。钻孔摄像技术作为最新的一项技术,可通过观测钻孔岩壁直接对岩体进行原位观测,准确判定原生节理面的产状、填充性等情况,同时结合岩体完整性的指标RMDI可更合理的对岩体完整性进行评价。结合眼前山铁矿分别采用上述两个指标进行了评价,通过对比发现RQD在深部钻孔时存在极大的误差,难以准确判断岩体的完整性。     

自然崩落法采矿矿岩崩落过程数值模拟研究

由崩落法开采引起的矿岩崩落及其诱发的地表沉陷是一个复杂的空间与时间关系问题。以CEMI的“矿块崩落与地表沉陷模拟”项目为研究背景,利用数值模拟方法研究了深部、大规模自然崩落开采矿岩崩落的基本规律。数值模拟捕捉到了矿岩崩落过程中压力平衡拱的演化,以及裂隙萌生、扩展、贯穿岩桥的过程,研究表明,压力平衡拱的动态演化是矿岩崩落出现间歇和跳跃的内在动因,陷落角、起裂角和地表沉陷模式都受控于矿岩的崩落状态。     

眼前山铁矿地表水控制方法与措施研究

受复杂地形地貌特征与水文地质条件影响,眼前山铁矿井下开采过程中的水害问题尤为突出。特殊的地形地貌特征决定了露天采场是地表水的汇聚点,若不能有效地治理地表水,来自周围山体的地表水将汇入露天矿坑,并经矿坑渗入地下采场,从而造成严重水害。为降低井下开采中的水害风险,确保生产安全,本文根据眼前山矿区的水文地质特征,研究了铁矿开采影响下地表水径流规律,预测了地表水径流量,计算了露天采场坑底正常日汇水量与最大日汇水量,并采用数值模拟方法确定了井工开采过程中地表沉陷区边界,优化了矿区地表防排水方法,提出了有效的地表水控制措施,为眼前山铁矿地表水控制与露天矿坑防水工程设计提供依据。     

鞍钢眼前山铁矿三期开采方式优化研究

为解决眼前山铁矿深部开采问题,通过对露天开采和地下开采方式的系统研究,提出了眼前山铁矿深部合理开采方式.并对露天转地下开采中的首采区段选择、生产能力的衔接、生产过渡方式以及合理生产规模等关键技术进行了论证,得到了眼前山铁矿深部开采方式的系统优化方案.     

矿岩块度预测影响因素的分析研究

以现场岩体特性参数的实测资料及分析成果作为基本输入参数, 采用矿岩块度预测系统, 对模拟范围、节理间距分布形式、节理间距大小、两组节理面之间的夹角、完整岩石及弱面的力学性质等因素对矿岩块度的影响程度进行了模拟研究。结果表明, 当节理面范围长度是模拟区域长度的3倍以上时, 模拟结果不受模拟范围长度的影响, 模拟区域的宽度对模拟结果有影响。根据模拟结果拟合了模拟长方体宽度与节理持续线长度比值与连续相关因子间的关系式。节理间距分布形式对模拟结果有很大的影响。岩体力学性质对崩落矿石块度有一定的影响, 随着岩体中各力学参数的增大, 矿石块度将会增大, 但这些参数的增大对块体形状组成的影响规律性不明显。为了验证块体形状分类的效果, 应用三组接近正交的理想节理组, 对块度进行了模拟, 模拟结果与块体形状分类定义相一致。