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某铜矿空场法转充填法采矿方法优化研究发布时间：2023-03-16T06:17:42.000Z 来源：《建筑实践》2023年1期作者：刘丰[导读] 传统空场采矿存在矿石损失贫化大、采空区难处理、地表沉陷严重刘丰山西北方铜业有限公司铜矿峪矿山西省运城市 043700摘要：传统空场采矿存在矿石损失贫化大、采空区难处理、地表沉陷严重、生产安全隐患大等突出问题。
随着充填技术的发展和无轨设备的应用，充填采矿法在贫化损失控制和作业安全方面优势愈发显著，尤其是当矿岩不稳固、存在破碎带或地压很大时，充填采矿法适应性强，根据矿岩的稳固性、矿体形态等可以选择不同的充填采矿法进行回采。
因此，在缓倾斜中厚矿体的采矿方法中，充填采矿法的比重将越来越大。
关键词：铜矿；充填法1 工程概况某铜矿位于地面海拔标高2300～4000 m，主要采用浅孔房柱法开采，当前使用的采矿方法和工艺技术，导致井下开采存在如下问题：矿体属于复杂难采倾斜薄至中厚矿体，且顶、底板稳固性差，开采难度大；矿山采用空场法多中段、多采区同时开采，地压显现明显，采场顶板、巷道冒顶片帮严重；房柱法回采工艺不适应地压活动明显且倾角大的中厚矿体开采，安全性差；矿柱量大，损失率大；开拓采准矿量少，三级矿量极不平衡。
矿体裂隙性弱，围岩裂隙性强至中等；矿体较完整，围岩完整程度跨越破碎至较完整；矿区水文地质条件复杂程度为简单。
矿区工程地质条件总体上属于中等类型。
该铜矿品位高，矿石价值较大，采矿方法要求高回采率、低贫化。
该铜矿地处雅砻江流域，环保要求严格。
综合考虑，矿山决定采用充填法或嗣后充填的形式替代原有采矿方法，以改变开采现状。
2 采矿方法优化研究2.1 采矿方法选择原则考虑铜矿的开采技术条件、开采现状及发展的需要，结合国内外开采同类矿体的经验与发展趋势，以安全高效、技术先进、工艺可靠、经济合理的准则来选择采矿方法，其基本原则如下。
采矿方法以采场安全生产为前提条件；较低的采矿贫化率和损失率；生产能力大，回采效率高；采矿方法适应性和灵活性强；采矿工艺成熟可靠，安全可靠、风险小，易于掌握使用；较低的采矿成本，为使矿山经营效益最大化，必须要求以最低的生产成本组织生产，在维持矿山稳产与高产的同时，力求能耗少、成本低、投资省、效益好；尽快实现新老采矿方法的衔接，保证矿山生产能力得到提高。
52采矿工程M ining engineering地下矿山充填采矿方法的应用研究王安进（贵州芭田生态工程有限公司，贵州 黔南 ５５０４００）摘 要：采矿规模不断扩大，对采矿技术也提出了越来越高的要求。
在地下矿山采矿工作中，充填采矿方法得到了有效应用。
能够提高采矿的安全保障，降低矿石的采矿损失率，有效控制环境污染，提高资金的利用率。
但在实际应用中充填采矿方法也存在一些问题，例如施工难度大，充填成本高等。
需要不断优化技术，解决难题，实现采矿目标。
开展本文研究工作，深入分析探究充填采矿方法的特点和优势，分析以往存在的问题，研究在地下矿山中的具体应用，以供相关工程参考。
关键词：地下矿山；充填采矿方法；应用中图分类号：ＴＤ８５３．３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２１－００５２－３Application Research on Filling Mining Method in Underground MinesWANG An-jin（Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｂａｔｉａｎ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｑｉａｎｎａｎ ５５０４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｓｃａｌｅ ｈａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ． Ｉｔ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｌｏｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｏｒｅ， ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｆｕｎｄｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ａｌｓｏ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｉｔｈ ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｆｉｌｌｉｎｇ ｃｏｓｔｓ． Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｍｉｎｉｎｇ ｇｏａｌｓ． Ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｏｒｋ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ， ｃｏｎｄｕｃｔ ｉｎ－ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ， ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅｓ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｙ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Keywords: ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅｓ； Ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０９作者简介：王安进，男，生于１９９３年，汉族，贵州遵义人，本科，研究方向：采矿工程。
基于FLAC-3D人工假顶与采场结构参数优化
任贺旭;李占金;刘志义;陈申方
【期刊名称】《化工矿物与加工》
【年(卷),期】2016(45)4
【摘要】针对矿体破碎、支护困难的现状,河北某矿采用下向进路充填采矿法并构筑人工假顶。
为确定人工假顶承载层厚度、采场宽度与高度的最优组合,利用数值
模拟软件FLAC-3D模拟了0.4m、0.5m、0.6m3种承载层厚度下的不同采场结构参数的27个方案。
通过应力云图、顶板最大拉应力、顶板最大沉降位移的分析,结果表明,人工假顶厚度0.5m,采场宽3m,高3.5m的方案为最优方案,为矿山的安全、经济、高效的生产提供了理论依据。
【总页数】3页(P45-47)
【关键词】人工假顶;参数优化;数值模拟
【作者】任贺旭;李占金;刘志义;陈申方
【作者单位】华北理工大学矿业工程学院;河北省矿业开发与安全工程实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TD835
【相关文献】
1.基于FLAC-3D数值模拟采场底部结构设计研究 [J], 饶运章;陈辉;肖广哲;陈国梁
2.基于FLAC-3D数值模拟采场底部结构设计研究 [J], 饶运章;陈辉;肖广哲;陈国梁
3.人工砼柱置换残留矿柱采场结构参数优化 [J], 王新民;鄢德波;柯愈贤;王石
4.环境再造采场人工假顶可靠性分析 [J], 郭霆; 黄晓毅; 付碧峰; 杨平伟; 唐鸣东
5.关于使用人工假底对下部采场顶柱回收研究 [J], 孙文涛;聂孟圣;王永茂;孙潇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
某金矿深部开采采矿方法的研究与改进逄铭璋【摘要】随着开采深度的增加,矿山地压活动日趋强烈,某金矿当前的采矿方法逐渐暴露出一系列问题.面对日益紧缺的矿产资源,通过对当前采矿方法进行改进,设计出了一种适应该矿特点的新型、高效的采矿方法.【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》【年(卷),期】2013(065)006【总页数】4页(P9-11,18)【关键词】采矿方法;改进;高效【作者】逄铭璋【作者单位】中国恩菲工程技术有限公司,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TD863某金矿始建于1975年，采选规模50 t/d。
1991年采选规模扩大至300 t/d。
1997年该选矿厂规模扩大至1 500 t/d。
2001年，该金矿选矿厂规模经二次改造扩大至6 000 t/d。
该金矿采用竖井+盲竖井联合开拓，-370 m中段以上已经全部回采完毕，目前主要回采-370 m中段以下，主要生产中段为-410 m、-450 m和-530 m。
随着该矿开采深度的增加，地压活动日趋强烈，当前的采矿方法逐渐暴露出了采矿贫化率高、回收率低、机械化程度低、工人劳动强度大等一系列问题。
因此，面对日益紧缺的矿产资源，研究一种适应该矿特点的新型、高效的采矿方法势在必行[1-6]。
1 矿床地质概况矿区范围内的矿体均赋存于破头青蚀变带的主裂面之下，共有9个，分别为①、69、88、90-93、109、110号矿体。
其中①号矿体为主矿体，其它8个为次要矿体。
主矿体紧靠主裂面，次要矿体多远离主裂面，矿体呈脉状、似层状，个别为透镜状，产状与主裂面基本一致，沿走向、倾向呈舒缓波状展布，具有分支复合、尖灭再现、膨缩特征，其分布、形态、规模和产状严格受破头青断裂、构造蚀变岩带、次级构造的控制。
①号矿体分布于9-23和37-50线，赋存于主裂面之下0～45 m范围内的黄铁绢英岩质碎裂岩及黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带内。
呈脉状、似层状，沿走向及倾向呈舒缓波状延伸，具分支、复合、尖灭、再现、膨缩特征。
基于AHP和模糊数学方法的采空区稳定性评价孙宇超; 赵周能; 陈星明; 张志贵; 谭宝会【期刊名称】《《有色金属（矿山部分）》》【年(卷),期】2019(071)005【总页数】6页(P35-40)【关键词】层次分析法; 判断矩阵; 隶属函数; 采空区稳定性【作者】孙宇超; 赵周能; 陈星明; 张志贵; 谭宝会【作者单位】西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010【正文语种】中文【中图分类】TD325.3; TD853.34下向分层进路式胶结充填采矿法通常采用“隔一采一”的进路回采方式，从生产组织以及产量等因素考虑，实际矿山一般会采取几条进路回采完成后在进行集中充填的生产组织方式，因此采场在一定时间内形成了以胶结充填体为顶板的“巷道型”采空区，带来了胶结充填采矿法采场稳定性问题。
然而采空区稳定性受多种因素的共同影响，国内外学者对此进行了大量的研究，截止到目前为止对于采空区失稳的判别标准仍然没有明确的说明[1]，这是因为采空区所处的位置、地质构造、开采扰动等诸多因素[2]处于不断变化之中，因此采空区稳定性的评价具有模糊性、不确定性。
评价采空区稳定性的方法主要有基于刚体极限平衡理论的预计法、解析法、数值模拟法等。
近年来许多专家学者利用层次分析法对影响采空区稳定性的因素进行权重分析并采用模糊理论对采空区稳定性进行评价。
例如，杨扬[3]利用层次分析法和隶属函数对采空区稳定性的评价做了深入研究。
郝旭彬[4]采用层次分析法和模糊评价法对采空区稳定性进行评价。
黄慎[5]采用二级模糊综合评价法对采空区稳定程度进行评价。
王正帅[6]采用模糊数学和可拓学通过建立隶属函数评价了老采空区的稳定性等。
但以上研究主要针对的是空区顶板为天然岩体的连续采空区，几乎未涉及到顶板为胶结充填体的相邻非连续采空区稳定性评价。
本文采用层次分析法(AHP)和模糊数学理论对下向水平分层胶结充填采矿法形成的“巷道型”采空区进行稳定性评价。
上向水平分层充填法矿房跨度的确定及采场稳定性分析罗瑞;马锟辉【摘要】上向水平分层充填法适用于各种倾斜角度以及各种厚度的矿体开采,在矿山领域得到广泛应用,然而该方法矿房安全跨度的确定一直是矿山开采设计的难题.结合Mathews稳定图法和数值计算法,先通过Mathews稳定图法确定矿房最大安全跨度,然后通过数值软件进行模拟分析,确定矿房稳定性,从而得出矿房的合理跨度,为上向水平分层充填法矿房跨度的确定提供依据.【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》【年(卷),期】2019(071)003【总页数】4页(P63-66)【关键词】Mathews稳定图;矿房跨度;矿房稳定性【作者】罗瑞;马锟辉【作者单位】福州大学紫金矿业学院,福州350116;福州大学爆炸技术研究所,福州350116;紫金矿业集团股份有限公司,福建上杭364200【正文语种】中文【中图分类】TD853.34采场结构参数是影响地下矿区稳定性的关键因素。
对于上向水平分层充填采矿法，矿房跨度是该种采矿方法最重要的采场结构参数之一，若矿房跨度参数设计过小，那么矿石损失率贫化率将升高，矿石回收率将降低；若矿房跨度参数设计过大，那么矿房稳定性将难以保证，在回采过程中，容易发生岩爆、顶板岩石垮落等大规模地压活动的情况。
所以合理的矿房跨度是实现矿山经济高效且安全开采的重要参数。
对于采场结构参数的确定及优化研究手段有多种。
厚跨比法[1]、KB鲁别涅依他公式法[2]等计算方法在矿山现场实际的设计中得到了广泛的应用。
刘培正[3]等利用数值模拟软件对采场结构参数及采场稳定性进行了分析。
胡高建[4]等运用Mathews法对采场参数进行了优化并在理论层面对采场稳定性进行了判定。
研究学者在确定矿房跨度时仅采用了Mathews法或有限元数值模拟，然而单一的采用Mathew法或数值模拟方法都存在一定的缺陷。
本研究以福建某矿山为研究对象，结合Mathew稳定图法与数值模拟方法进行合理的采场结构参数的确定；根据Mathew法首先确定矿房保持稳定的最大跨度，然后通过对设计采场结构参数进行数值模拟，分析设计采场的稳定性。
