小汪沟铁矿露天转地下覆盖层形成方法研究

小汪沟铁矿在露天转地下开采过程中,采用诱导边坡岩体自然冒落的方法形成覆盖层,有效地扩展了露天与井下同时生产的空间条件,实现了露天转地下增产衔接。详细介绍诱导冒落方案、工艺技术与实施效果,并分析了影响冒落进程的主要因素。     

大孤山铁矿楔形转接过渡露天地下协同开采模式研究

为解决露天转地下过渡期的产能衔接问题,以大孤山 铁矿为工程背景,采用楔形转接过渡露天地下协同开采模 式,通过地下开采挂帮矿弥补过渡期露天产能的不足。为 此,优化了露天开采的最终境界,研究了挂帮矿的开采时间 及诱导冒落工艺,并在此基础上,分别设计了小孤山采区和 大孤山采区的露天地下协同开采方案,小孤山采区过渡期总 产能为 620 万t/a左 右,大 孤 山 采 区 过 渡 期 总 产 能 为 900 万t/a左右。理论研究和实践表明,楔形转接过渡露天地下 协同开采模式能够满足大孤山铁矿过渡期的产能需求,实现 矿山的稳产过渡。     

露天转地下开采过渡期增产衔接技术研究

针对常规方法较难实现露天转地下开采过渡期增产衔接的问题,以小汪沟铁矿露天转地下开采为例,采用诱导岩体自然冒落形成覆盖层的方法,缩小了露天与地下生产的相互影响范围,延长了露天与地下同时生产的时间。通过优选露天与地下开采工艺,按便于矿石回采和效益最大化原则确定露采最终境界,并采取措施加快地下采矿进程,实现了露天转地下开采过渡期产量的逐年大幅度递增。     

梨树沟铁矿多空区残矿安全回采技术研究

梨树沟铁矿南部采区为倾斜中厚矿体,应用浅孔留矿法开采,因矿体倾角变化大,矿房开采高度不一,形成了多个大小不等的小型采空区,有的空区已经发生冒落,多数空区处于亚稳定状态,空区内部与周围存留大量残矿,同时空区冒落威胁了下部矿体的开采安全。在分析空区顶板矿岩临界冒落跨度的基础上,本着诱导空区围岩安全冒落和保持残矿回采工作面与空区隔离的原则,提出了先崩落空区内矿柱释放空区顶板冒落能,再用分段空区、崩落与诱导冒落相结合的方法回采残矿的技术方案。该方案实施半年多来,采准工程施工与回采的安全条件良好,有效控制了顶板围岩的冒落形式,实现了小型多空区残矿的安全回收与空区危害的协同治理。     

崩落法纵向分区开采冒落危害防治技术

针对崩落采矿法纵向分区开采过程中冒落危害防治这一关键安全技术问题,以小汪沟铁矿在矿体延深方向划分为3个分区开采为依托,运用理论分析方法,指出了各分区冒落危害的主要种类,其中上位分区为落块与陷落危害,中位分区为冒落冲击气浪与落块危害,下位分区为落块危害。同时,依据3分区的位置特点及矿体条件,调整回采顺序以利用连续回采面积控制初始冒落形式,并针对冲击气浪、落块、陷落危害,分别提出作业点与冒落体边缘保持5 m以上安全距离和在出矿口预留6 m厚散体隔离垫层、严禁作业人员进入空区出矿、地表堆石隔离人员进入陷落区等技术措施,适应了不同冒落条件下的安全需求,现场应用效果良好,为崩落法纵向分区开采矿山提供了安全技术保障。     

大型铁矿山露天转地下开采过渡方案优化

合理确定大型铁矿山露天转地下开采过渡方案是露天转地下开采矿山关键技术问题之一。以庙沟铁矿为研究对象,首先在系统分析露天开采终了阶段,境界外矿体空间赋存状态的基础上,对不同区域的矿体开采进行方案设计,确定其基建时间节点与逐年产能;然后依据矿山开采现状与计划,结合挂帮矿体开采及覆盖层形成方案,分析矿山露天转地下开采过渡期阶段的时空相关性,提出了4种可行过渡方案;最后以露天转地下平稳过渡为目标,结合现有规范、标准,提出方案优化的评价指标为投资、资源利用可靠系数、产能平稳系数和开采安全系数。采用模糊综合评价理论对可行方案进行优化,确定了庙沟铁矿露天转地下开采过渡方案为:北端帮挂帮矿体采用崩落法、西边帮挂帮矿体采用平硐溜井联合开拓和回填形成覆盖层的过渡方案。     

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。     

露天转地下挂帮矿崩落法开采边坡安全防控技术研究

露天转地下过渡期崩落法开采挂帮矿,会引起边坡的岩移和陷落,威胁露天矿的安全生产。以大孤山铁矿为工程背景,分析边坡岩移机理,得出挂帮矿持续冒落跨度为临界冒落跨度的1.25～1.65倍,第一分段进路布置在矿体厚度大于3.3l的位置,能够保证露天开采的安全。研究陷落散体所需的回采体积,得出回采体积先随着保安矿柱宽度的增加而减小,后又随着保安矿柱宽度的增加而增大,当保安矿柱的宽度为88.45 m时,所需回采体积最小。采用散体滑落试验,得出了防护坝设置在露天坑底的上一个台阶,保证了露天开采的安全。研究成果能够实现大孤山铁矿露天转地下过渡期的产能衔接和安全生产,对于矿山的未来发展具有重要意义。     

接龙铁矿急倾斜薄矿体开采安全技术措施

在分析接龙铁矿围岩稳固性特征的基础上,结合安全标准化建设要求,总结了采场顶板冒落时间规律以及暴露面积增大对顶板冒落的影响因素,并对开采安全技术措施进行了分析,为高效开采类似矿体提供参考。     

石人沟铁矿地下三期矿体开采顺序优化

对于采用空场法或充填法过渡的露天转地下矿山,露天边坡将永久存在,因此,转入地下后的矿体开采顺序直接影响上部既有露天工程的稳定。以石人沟铁矿地下三期矿体为研究对象,通过室内试验获取围岩与充填体力学参数,遵循减小对露天境界顶柱与露天边帮扰动的原则,运用有限元数值模拟方法,对3种可行的开采顺序方案进行了模拟与分析。研究结果表明,由北向南的整体回采顺序方案的岩体位移与最大主应力指标优于其他方案,即为最优开采顺序方案。     

露天转地下过渡期协同开采方法研究

在我国冶金矿山露天转地下的过渡期,由于露天与地下开采相互干扰,造成过渡期安全生产条件差和产量衔接困难,这一问题多年来一直没有得到很好解决。针对过渡期露天开采境界内底部矿量、地下开采挂帮矿量的常用开采模式,提出了挂帮矿地下诱导冒落法开采方案,并从扩展露天地下同时开采时间与空间的需要出发,研究了露天境界细部优化方法以及露天地下协同生产技术,由此研发出露天地下协同开采方法。理论分析与海南铁矿实际应用表明,该方法可显著改善安全生产条件和有效提高露天转地下过渡期生产能力。     

露天地下协同采矿充填方法

针对弓长岭铁矿东南区低品位铁矿床平行矿带条件、高落差开采引起的地表塌陷区控制需求,分析了用常规充填法控制地表岩移所面临的产能低与经济效益差等问题,研究了塌陷坑内散体对实体边壁的控制作用,提出了利用临界散体柱原理控制地表塌陷范围的新型充填方式;试验研究了移动散体的结拱条件,揭示了塌陷坑内散体流动的连续性,得出向塌陷坑充填废石不会发生结拱陷落危害的结论;观测分析了塌陷坑壁面的构成,揭示了两帮围岩主要沿结构弱面向塌陷坑片落或滑落的特性,据此提出了沿塌陷坑轴向、径向协同排放废石以防治边壁滑落危害的安全充填技术;此外,地下采用大结构参数无底柱分段崩落法开采,在增大开采强度的同时均衡塌陷坑散体的下降速度,形成了露天地下协同采充方法。理论分析与工业试验表明,该方法可大幅度提高采充生产效率和改善采充作业环境,为急倾斜平行矿带低品位铁矿床环保型高效开采开辟了新途径。     

露天矿内排土技术在姑山铁矿的应用

露天开采比地下开采有很多的优越性,但缺点也是非常明显的,那就是在开采矿石的同时,还要剥离大量的岩石。相对于地下开采的废石场,露天开采的排土场占地面积要大得多。姑山铁矿地处长江中下游平原,排土场选址一直是困扰矿山开采的老问题。利用现有的露天采坑,合理调整采剥部位,创造条件实现内部排土,延长了姑山铁矿露天采场的服务年限。     

露天转井下矿山过渡期技术问题的研究与实践

结合石人沟铁矿实际,有针对性地研究了露天转地下“过渡期”所遇到的技术问题如合理的境界矿柱选择、露天坑汇水的疏干与井下排水、露天及井下爆破、矿岩运输系统的规划与改造、过渡期生产能力均衡与稳定、露天采场最终边帮的稳定、露大及井下排水的综合利用等方面,阐述了解决方案和实施效果。     

直排尾矿固化回填梅山铁矿地表塌陷坑试验研究

为了解决尾矿库库存不足和地下崩落法采矿引起的地表塌陷坑所带来的土地浪费和安全隐患问题,梅山铁矿拟将尾矿分级浓缩后添加固化剂直接向地表塌陷坑内堆存。由于地下采矿活动在继续,塌陷坑处于活跃状态,尾矿固化堆存后,会引起崩落法开采的覆盖层构成发生变化。为此,通过对覆盖层的安全结构特性和安全堆存技术进行相应的相似模拟试验研究,摸索出了尾矿固化充填塌陷坑后一些规律,对矿山工程实施具有重要意义。     

大红山铁矿露天采场压矿范围的相似模拟

云南大红山铁矿由于露天采场的压矿限制,井下二期工程无法稳产至露天开采结束,压矿问题使矿山的开采无法实现顺利过渡。为研究矿山露天采场合理的压矿范围,通过相似材料模拟试验对大红山铁矿无底柱分段崩落法开采进行模拟。基于相似模拟试验过程中的模型岩层移动的变形情况、应力变化和位移变化数据,结合当前矿山现场数据进行综合分析,得到了矿山空区的冒落形式、露天采场最可能的破坏形式以及70°的压矿角度。根据70°压矿角重新划定露天采场合理的压矿界限,井下二期工程可以在安全的状况下多服务2 a,此时露天采场开采已结束,井下二期工程不再受露天采场的压矿限制,从而实现露天采场与井下开采的顺利过渡。研究结果为合理协调矿山开采、保障矿山安全提供了较好的理论依据,为类似露天地下联合开采的矿山提供了借鉴。     

大冶铁矿缓倾斜挂帮矿开采方法的研究

根据大冶铁矿采用无底柱分段崩落法开采的情况 ,就其挂帮矿倾角缓、一端与露天坑相连的赋存特性 ,提出采用联合开采的方法 :挂帮矿的主体部分采用改进型分段空场法 ,靠近露天坑部分采用无底柱分段崩落法开采。使矿山现行的无底柱分段崩落法作业习惯、管理操作经验和原有的机械设备能得到充分利用 ,提高了矿石回收率 ,增强了生产的安全性。同时对改进型分段空场法在该矿进行了实施     

无底柱分段崩落法在劳服铁矿的适用性分析

针对劳服铁矿的具体地质情况和岩体条件,从无底柱分段崩落法的适用条件、矿岩可崩性评价等几个方面进行分析研究.分析结果显示,劳服铁矿采用无底柱分段崩落法进行地下开采是合理的,能够实现矿山的安全、高效开采.     

井工开采对露天矿边帮稳定性影响研究

运用数值模拟软件FLAC3D对安太堡露天矿采用井工开采露天边帮剩余煤炭资源时的顶板岩层运动特点及边帮稳定性进行了研究。结果表明：随着距露天开采地面停采线距离的不同,边帮体内压应力、压应变均呈非线性减小趋势;随着井工开采的不断推进,其顶板内的应力集中呈不对称分布,顶板岩层变形也呈非线性分布;井工开采将促使边帮体内形成明显偏向边帮体自由端方向的拉应力区;可能导致边帮体发生滑移的主要因素将是边帮体上覆岩土体的挤压、推移与井工开采产生采动作用对边帮底部岩体岩性的劣化作用;存在着一个既使露天边帮保持安全、又可实现尽量多回收煤炭的井工开采理论尺度。     

基于RG井下电视系统的空区冒落监测

排山楼金矿露天转地下后,采用有底柱空场法开采露天境界外矿体,形成了大规模的连续采空区,对地表及井下安全生产埋下安全隐患。RG井下电视系统的空区顶板钻孔监测表明,空区顶板存在3~4段稳定性较好的岩层可作为冒落的控制层,利用钻孔冒落断面形状和350 m平硐观测冒落状况推测空区顶板冒落线形状,并根据冒落线形状提出了留设"L"型安全维稳矿柱、协调矿石回采和充填作业、爆破参数控制和调整排尾砂方向等维护顶板稳固性的技术措施,收到了较好的效果,也为从空区冒落投影线边缘向空区内部逐步渐进的充填处理技术的提出提供了依据。