急倾斜薄矿脉安全高效开采方法的选择

针对上下盘围岩不稳固急倾斜破碎薄矿脉,提出分段矿房嗣后充填法、分段凿岩阶段出矿嗣后充填法、无底柱分段崩落法等三种可行的采矿方法。通过技术指标、效率、优缺点等多方面比较和分析,最终选择采用无底柱分段崩落法开采该矿脉。     

急倾斜薄矿脉深孔落矿工艺参数优化

针对金厂沟梁金矿18#急倾斜薄矿脉开展高效采矿技术研究,完成了4种采矿方法的经济技术比较,优选深孔爆破的无底柱分段崩落法进行开采.提出薄矿脉深孔爆破高效采矿技术成功实施的两个关键问题:脉外采准工程稳定性和薄矿脉爆破夹制作用.设计采用"之字形"和"梅花形"两种布孔方式来克服爆破的夹制作用.依据库兹涅佐夫公式、坎宁安爆破指数计算了相应爆破设计参数的罗辛-拉姆勒(R-R)块度分布,预测爆破后的平均块度约为10 cm.基于FLAC3D分析了分段运输巷道等脉外采准工程的稳定性,结果表明,脉外运输巷道位于凿岩巷道6 m之外即可保证采准工程的稳定.     

无底柱分段崩落法开采顶板围岩崩落机理

以武钢程潮铁矿西区开采为工程背景,采用现场钻孔监测与相似材料模型实验相结合的方法,对无底柱分段崩落法开采过程中顶板围岩的变形和崩落规律进行了系统研究.首先,结合矿体赋存条件、地层结构和开采进程,设计两个钻孔实时监测顶板围岩的崩落规律.其次,以模型相似理论为基础,确定了所要研究模型的剖面和几何尺寸,设计制作模型,采用百分表、压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力、应变和破坏特征,并对百分表数据、应力盒数据、围岩位移和围岩破坏裂纹进行系统分析.研究成果初步揭示了金属矿山无底柱分段崩落法开采过程中,顶板围岩崩落机理和地表沉陷的基本规律.     

急倾斜薄矿脉夹制作用下中深孔爆破模拟与参数优化

以内蒙古某金矿急倾斜薄矿脉中深孔开采为工程背景,采用经验类比、数值计算和现场试验等手段开展研究.分析了不同爆破参数下薄矿脉中深孔爆破围岩裂纹演化规律,得到了爆破孔网参数与爆破超欠挖百分比、爆破裂纹密度及围岩质点振动速度等指标之间的关系.结果表明:当孔间距为1.2~ 1.4m时,爆破超欠挖面积趋于零;当抵抗线为0.8~1.0m时,爆破块度较均匀;最优中深孔爆破参数为抵抗线1.0m,孔间距1.2m.现场中深孔爆破试验验证了本文的研究结果.     

急倾斜薄矿脉中深孔落矿崩矿步距实验研究

以金厂沟梁金矿18#薄矿脉为工程依托,以实验室相似材料实验为手段,开展倾斜边壁约束条件下端部放矿实验研究.约束边壁条件下,测得12,14 m段高时沿进路方向放矿椭球体宽度分别为1.7和2.1 m,流轴角为4°,向下盘倾斜.确定步距仿真实验范围为1,2,3 m.通过步距仿真实验,以回贫差指标最大为判据,得到12和14 m段高下,步距为1 m时方案最优.利用三维激光扫描系统CMS对1 m步距下的工业实验区域进行扫描,探测结果表明:爆破后矿岩散体基本全部放出,实验区域下盘局部出现少量欠挖,上盘围岩基本完整,整体爆破效果良好.     

急倾斜煤层伪斜开采围岩变形规律数值模拟

应用三雄有限差分软件FLAC3D模拟伪斜开采,结合理论分析,揭示了基本顶和直接底的移动变形规律.结果表明,基本顶变形在伪斜方向上存在明显差异,上段持续时间长,速率增加快,破坏高度高,范围扩展到回风平巷外侧,下沉垮落区最终呈非对称拱形,拱顶约位于工作面中上段正上方;直接底在工作面处各分段处于底鼓不同阶段,下段开采压力集中释放,底鼓速率快速增长且稳定在较高数值,对底板破坏严重.以上原因在于矸石沿伪斜滚落堆积形成充填带,对工作面下段围岩变形起到抑制作用,而上段顶板在开采过程中悬露空间不断加大,膨胀卸压不受约束.     

中厚急倾斜矿体改流体放矿实验研究

采用无底柱分段崩落法开采中厚急倾斜矿体时,如果采场结构与矿岩流动特征不匹配,则会造成矿石的损失与贫化,对矿产资源造成浪费。为解决此类问题,采用改流体放矿技术,在矿体倾角60°～70°及矿体厚度6～10 m的条件下,设计了9种放矿实验方案。每种方案采用改流体放矿方法与常规放矿方法进行对比。实验结果表明：利用改流体技术进行开采可以将矿石回收率提高19.25%～25.98%;在废石混入率相同的情况下,依旧可以将矿石回收率提高15.68%～25.46%;验证了改流体放矿技术用于中厚急倾斜矿体的可行性,也为中厚急倾斜矿体的开采提供了良好的思路。与此同时,实验探究了矿体倾角和矿体厚度两个影响因素对矿石回收率、贫化率的影响规律,结果显示：矿体倾角与矿体厚度对改流体放矿实验影响较大,对常规放矿实验影响较小。     

急倾斜煤层复采抽冒规律与安全开采高度确定

为了最大限度的开采煤炭资源,通常进行复采,尤其是特厚煤层。针对复采过程中,特殊的地质条件下,易发生抽冒事故的此问题,以开滦马家沟矿急倾斜煤层开采地表塌陷规律及井下同一煤层开采时发生的抽冒事故为现实依据,经过分析总结,得出了急倾斜煤层开采时复采抽冒规律及上部复采与下部正常开采的安全距离等重要结论。     

我国急倾斜煤层开采的现状及发展趋势

本文回顾了我国急倾斜煤层开采的四个历史阶段，对当前采用的七种主要开采方法进行了详细评述。从急倾斜煤层开采的机械化和放顶煤等方面阐述了我国急倾斜煤层开采的技术发展趋势。     

急倾斜破碎中厚矿体诱导冒落法进路位置实验研究

针对急倾斜破碎中厚矿体,依据沿脉进路诱导冒落法开采方案,通过物理模拟实验,采用回收率、贫化率数量指标和经济指标综合分析方法,研究了沿脉回采进路位置与矿体倾角的关系.实验结果表明:采用上、下分段沿脉进路同时处于最佳位置时的布置方式,回收指标较好;矿体倾角不同,进路至下盘距离与矿体厚度的比值对回收率、贫化率的影响程度不同;回采进路所处的最佳位置随矿体倾角的减小逐渐向矿体下盘移动;当矿体倾角小于75°时,不适合应用该方案.结合实验结果与开采条件,确定了最佳回采进路位置,为同类矿山提供借鉴.     

杏山铁矿斜分条分段崩落法试验研究

杏山铁矿小杏山采区为层状倾斜厚矿体,原用垂直走向布置进路的无底柱分段崩落法开采,存在矿石损失贫化大、上盘侧回采进路地压显现严重、巷道支护工程量大等生产问题.研究提出斜分条分段崩落采矿法,即沿矿体延深方向,从上盘到下盘按斜线分条开采,每一分条在矿体里布置诱导冒落进路,在崩落本分段矿石的同时,诱导近上盘矿体自然冒落,冒落的矿石由设置在下盘围岩里的回收进路回采.该法较好地顺应了倾斜矿体崩落矿石的移动规律,降低了采切工程总成本.试验采场自2019年5月开始回采,现已回采两个分段,矿石回采率由74%提高到85.6%,贫化率由18%降低到15%,取得了良好的技术经济指标.     

急倾斜厚煤层掩护支架采煤法机械化问题的探讨

掩护支架采煤法是开采急倾斜厚煤层的有效方法之一,但回采工艺大多使用炮采。为进一步扩大急倾斜厚煤层掩护支架采煤法的适用范固,大幅度地提高技术经济效果,必须实现掩护支架下的采煤机械化。本文在总结分析国内外有关经验、资料的基础上,对掩护支架结构型式的改进和采煤机械化问题进行了初步的探讨,提出了设想方案。     

急倾斜厚大矿体矿房阶段爆破技术

针对司家营南区大规模落矿的安全性问题,提出阶段凿岩侧向爆破方案.该方案包括利用上向扇形炮孔爆破形成堑沟,下向垂直深孔爆破侧向崩矿,具有工程量小、机械化程度高、管理简单等优点.利用FLAC3D研究阶段爆破技术,对塑性区、监测点振速和应力场的动态模拟计算验证了大规模爆破起爆顺序的合理性和减震性,以及爆破对围岩或充填体的非破坏性.同时,研究VCR法开掘切割天井技术,采取中心与交错正菱形布设炮孔,孔间分5段起爆,保证了阶段爆破自由空间的形成.     

大采高综放采放比的初探

针对综放开采采放比对工作面采出率及煤质的重要性,通过实验室相似材料模拟实验,以内蒙古某矿条件为研究对象,对不同采放比进行效果分析,得出1.15±0.25为最适,为类似厚煤层大采高综放开采合理采放比的确定提供参考数据。     

矿体下盘岩石最佳开掘高度的确定

对应用无底柱分段崩落法开采矿床时的矿石损失过程进行了分析·在开采倾斜及缓倾斜矿体时,为改善因矿体倾角小而大量残留矿石的状况,可以通过采用开掘下盘部分岩石的方法,提高矿产资源的回收率·分析了矿体下盘倾角与下盘矿石残留量的关系,通过计算机模拟,得出了下盘岩石不同开掘高度与放出矿岩量的变化规律,随着开掘高度的增加,下盘矿石单位高度放出量相应减少,可按盈利总额最大原则确定出最佳开掘高度·在矿山生产实际中,下盘岩石最佳开掘高度随着矿产品价格和生产成本的波动而变化·研究结果表明:采用计算机模拟放矿过程,尤其是放矿控制方面,优于实验室物理模型放矿·     

冲击地压工作面爆破卸压效果的数值模拟

随着煤矿开采深度增加，综放开采回采巷道易发生冲击地压危害。研究综放工作面回采巷道冲击地压发生机理，结合工程实例，运用FLAC^3D软件模拟综放面回采。分析了采用卸压措施前后煤层顶底板及两帮煤体移动变化规律、深部煤岩体受栽及变形破坏规律、煤层应力变化及转移规律。研究结果对防治冲击地压有一定参考价值。