某矿下向充填采矿法采场地压数值模拟研究
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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
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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。
数值模拟在采矿工程中的应用介绍在采矿工程中,数值模拟是一种重要的工具,用于模拟和预测矿山开采过程中的各种物理现象和工程问题。
通过建立数学模型和运用数值计算方法,数值模拟可以帮助工程师和矿业专家更好地理解矿山开采过程中的挑战和潜在风险,从而制定有效的工程方案和管理策略。
本文将全面、详细、完整地探讨数值模拟在采矿工程中的应用。
采矿工程中的数值模拟应用1. 岩石力学分析1.1 应力分布模拟 1.2 变形和位移模拟 1.3 初始应力场确定 1.4 支护结构模拟2. 瓦斯抽采模拟2.1 瓦斯涌出规律模拟 2.2 瓦斯扩散与稀释模拟 2.3 瓦斯抽采效果模拟 2.4 煤与瓦斯突出模拟3. 坍塌与冒顶模拟3.1 坍塌机理模拟 3.2 支护结构选型与设计模拟 3.3 冒顶预测与治理模拟 3.4 冒顶风险评估模拟4. 矿井水文地质模拟4.1 地下水涌出模拟 4.2 矿井涌水分析模拟 4.3 围岩渗流场模拟 4.4 围岩稳定性评估模拟数值模拟方法和工具1. 有限元分析1.1 原理和基本步骤 1.2 应用案例分析2. 离散元法2.1 原理和基本步骤 2.2 应用案例分析3. 流体力学模拟3.1 瓦斯和水流动模拟 3.2 坍塌和冒顶模拟 3.3 支护结构与地下水模拟数值模拟在采矿工程中的优势和挑战1. 优势1.1 减少实地试验成本 1.2 提高工程设计的准确性 1.3 优化工程方案和管理策略1.4 预测和控制工程风险2. 挑战2.1 数值模型的建立与验证 2.2 参数与输入数据的准确性 2.3 模型计算复杂度与计算资源需求 2.4 模型结果的解释与应用数值模拟在采矿工程中的现实应用与案例分析1. 煤矿坍塌预测模拟1.1 模拟案例介绍 1.2 模拟方法和工具 1.3 模拟结果和分析2. 高瓦斯矿井瓦斯抽采模拟2.1 模拟案例介绍 2.2 模拟方法和工具 2.3 模拟结果和分析3. 深部金属矿山地压控制模拟3.1 模拟案例介绍 3.2 模拟方法和工具 3.3 模拟结果和分析4. 地下水涌出和水害模拟4.1 模拟案例介绍 4.2 模拟方法和工具 4.3 模拟结果和分析结论数值模拟在采矿工程中具有重要地位和应用前景。
对阶段空场嗣后充填采矿法的研究分析摘要:随着金属非金属矿山开采技术不断发展,采矿技术不断成熟。
日益减少的矿产资源与经济发展对矿产资源的需求,对安全高效的采矿方法提出了更高的要求,目前众多金属矿山采用安全高效的阶段空场嗣后充填法进行开采。
采用阶段空场嗣后充填法进行回采时,一般分为两步完成,间隔回采,一步矿房回采完成后,先对采空区进行充填,充填完成并具有足够强度后再回采其余矿房,即在充填体中间回采矿石。
为实现回采过程中的安全要求,需要从采矿方法、爆破参数、充填体稳定性、回采顺序及结构参数等方面对采矿方法进行优化,同时对回采过程中的矿房顶板和充填体强度提出了更高的要求。
对矿山高效安全开采技术进行研究分析,对保证矿山安全生产有着重要意义。
关键词:阶段空场嗣后充填法;爆破参数;充填体稳定性;安全高效1、阶段空场嗣后充填采矿法随着地下金属矿山开采强度不断扩大,地下形成了大规模的采空区,同时也产生了大量堆积于地表的固体废物(尾矿、废石),地下采空区与地表尾矿废石场既是矿山高效开采的两大灾害来源,也是矿区周边生态和人民生命财产安全的潜在危险源,严重阻碍了矿山绿色发展,是采矿工程领域重点研究的课题之一。
充填采矿法作为一种安全、环保得开采方法,在国外已经较早的进行研究。
随着开采深度不断加大,阶段矿房嗣后充填法充分发挥了其回采效率高、作业环境安全、损失贫化率低、控制地表塌陷等不可代替的优势,在国内外矿山得到了广泛推广应用。
阶段空场嗣后充填法高效利用充填体、矿体、空区三者的时空关系有机结合,再地下金属矿山开采过程中发挥着重要作用,它既消耗了地表的矿山废物,及时充填采空区,又改善了地下开采工作环境安全情况和采场地压条件等,从而形成“以废治害”的安全高效生态采矿模式。
阶段空场嗣后充填法在矿山推广应用过程中存在一些关键问题,如充填体与围岩之间相互作用影响、充填体强度、暴露充填体的稳定性、采场回采顺序和采场结构参数优化等。
2、合理的爆破参数爆破参数的合理选择,可有效降低炸药单耗,有效控制矿房大块率,减小爆破震动,有效控制顶板和围岩的破坏程度,对矿山安全高效的回采及二步房回采围岩、充填体的稳固性有着重要意义。
30M ine engineering矿山工程非煤矿山中充填采矿法应用研究原虎军,钟 超(云南安益安全评价有限公司,云南 昆明 650200)摘 要:在我国,非煤矿山主要指的是对建筑材料、金属与非金属矿石的开采作业,这些资源的开采可以有效为其他的生产生活活动提供物质保障。
非煤矿山开采时,由于资源分布环境的复杂性,需选取恰当的开采技术,充分提升开采的工艺和技术水平。
充填采矿法虽然是非煤矿山开采中一种有效的方式,虽然具有突出的技术优势,但也存在一定的技术局限性。
基于此,本文探析了非煤矿山中充填采矿法的具体应用,有利于指导实际的开采作业,提升非煤矿山资源的利用价值。
关键词:非煤矿山;充填采矿法;应用中图分类号:TD803 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)19-0030-2收稿日期:2020-10作者简介:原虎军,男,生于1986年,汉族,甘肃陇西人,硕士研究生,中级工程师,研究方向:矿山安全。
1 非煤矿山及充填采矿法1.1 非煤矿山概述从当前我国资源开发的角度来看,非煤矿山重点包含了金属矿石、放射性矿石、石油化工原料、建筑材料、辅助原料等资源。
由于非煤矿山的种类多,在资源开发的过程中,需从资源种类、分布条件等现实情况出发,选择最为恰当的开采工艺,以保障安全、高效开采目标的实现。
一般情况下,针对非煤矿山的开采作业,多采用的是空场、充填和崩落的开采工艺。
1.2 充填采矿法及其优缺点在非煤矿山开采作业中,充填采矿法是一种十分有效的开采工艺,在充填采矿法下,在回采工作面逐步推进的过程中,即使用充填材料充填采空区,保持回采工作面推进与采空区充填的同步性。
从非煤矿山的开采作业中,充填是回采中的关键工序,通过这一方式的应用,有效实现了对开采过程中地压的科学控制。
在充填采矿法应用时,存在充填材料和输送方式的差异,根据这些差异,充填采矿法有细分为了以下几种:(1)充填材料为废石、干砂的干式充填采矿法。
分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿工艺优化研究发布时间:2022-10-11T09:06:27.950Z 来源:《工程建设标准化》2022年第11期6月37卷作者:韩何[导读] 空场嗣后充填法能够有效控制地压,提高矿山资源回采率、降低贫化率,充分利用矿山产生的废料,减少污染。
韩何新疆喀拉通克矿业有限公司新疆阿勒泰 836107摘要:空场嗣后充填法能够有效控制地压,提高矿山资源回采率、降低贫化率,充分利用矿山产生的废料,减少污染。
该方法符合绿色采矿的目标,是采矿工业发展的必然趋势。
为保证矿山持续、均衡地生产,采矿工作之间的衔接多采用生产准备矿量(也称“三级矿量”)管理理论。
该理论协调了矿山开拓、采准与备采作业之间的关系,缺少出矿之后的空区和充填管理,现已不能完全涵盖矿山采场的生产管理步骤。
关键词:分段凿岩阶段空场嗣后充填;采矿工艺;优化;引言地下金属矿开采作为国家工业发展的基础行业,对于各行各业的工业生产有着不可替代的重要作用。
采矿行业是一个具有较大危险性的行业,存在的安全风险点较多,在开展采矿作业时,需要将存在的安全风险点排除,以获得良好的作业环境。
地下矿山采矿作业风险来源影响最大的是采场的结构参数,矿体开采后,采场是否能维持稳定是安全作业的关键性因素。
因此选择安全性最好、经济效益最大的采场结构参数是决定矿山企业经营好坏的根本。
1嗣后充填采空区分类为提高矿山生产安全,本次将采场顶部开始暴露起至充填接顶结束期间内的空区,均称为采空区,主要包括在采空区、备充空区和在充空区。
其中,在采空区是指正在进行爆破出矿的空区;备充空区是指采场回采结束正在进行空场的清底、充填水平的充填管路敷设、进路的充填挡墙施工等充填准备工作的空区;在充空区是指正在正行充填作业的空区。
2采矿工程充填技术2.1干式充填法干式充填法是利用矿车、风力等,向采空区运输废石及砂石等干式材料,在采场内通过电耙或铲运机运输和存放充填材料。
应用该法过程中,需提前设置填料井,区域内注意通风粉尘,而后分层充填。