缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究
发布时间：2021-01-12 00:45
以新疆哈密黄土坡铜锌矿为研究对象,针对矿山一期开采中存在的损失、贫化率较高,通风条件差等问题,提出了采用二步骤采矿法开采深部矿产资源的新方案。即矿块垂直矿体走向布置（矿体厚度≥10 m）,将矿块划分为矿房和矿柱,分为二个步骤进行回采,第一步先采矿房,第二步后采矿柱。开采矿房时,采用分段矿房法回采,阶段嗣后充填;开采矿柱时,采用上向水平分层充填采矿法回采。基于FLAC3D对新方案的第二步骤开采过程进行了数值模拟,第二步骤的开采过程中顶板未出现冒落、垮塌等现象。同时经过一期及二期试验采场的工业试验验证,证明新方案具有工人工作集中、设备利用率高,矿房回采时顶板暴露面积较小、作业条件安全性较高,矿柱回采时损失极大减小、采矿成本适中等优点,其采矿回采率及贫化率分别为93.50%、7.69%,极大地提高了矿山的经济效益。
【文章来源】：金属矿山. 2016,(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
二步骤采矿方法步骤一三维立体示意
出矿完毕后，立即进行充填，充填管经矿柱回采时的充填通风井进入采常矿柱充填时留2.0m左右的作业空间，当充填体强度符合要求后，继续采矿工作，以此循环，直至本中段矿石回采完毕。首分段的充填采用灰砂比1∶4的充填料浆，其他部分采用1∶10充填料浆。井下掘进及生产期间产生的废石就近充填于采空区，采场中的废石留在采场充填。根据矿岩的稳固情况，局部不稳固地段可以采用上向进路胶结充填采矿法回采，进路断面尺寸为3m×4.2m(宽×高)。二步骤采矿法步骤一三维立体示意见图3，二步骤采矿法步骤二三维立体示意见图4。图3二步骤采矿方法步骤一三维立体示意Fig．3Threedimensionaldiagramofthefirststepoftwo-stepminingmethod图4二步骤采矿方法步骤二三维立体示意Fig．4Threedimensionaldiagramofthesecondstepoftwo-stepminingmethod·21·赵永峰等:缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究2016年第6期
?Table1MainrockmassmechanicsparametersofHuangtupocopperzincores类型弹性模量/GPa泊松比内聚力/MPa内摩擦角/(°)抗拉强度/MPa岩体700.2514.1542.411.12矿体340.38.3042.68.30充填体0.670.250.4033.00.104.2矿体开挖对围岩稳定性的影响由于矿体第一步骤的开挖，破坏了原岩应力的平衡，导致矿岩应力进行了二次分布，应力向第二步骤的矿柱处集聚。针对矿体开挖的第二步骤，首先对应力转移规律和位移分布规律进行了分析和比较。第二步骤矿体开挖时矿柱顶板处的最大主应力分布、位移分布分别如图5、图6所示。图5回采工作面主应力云图Fig．5Mainstressnephogramofminingworkingface图6回采工作面竖向位移云图Fig．6Verticaldisplacementnephogramofminingworkingface(1)应力分布规律分析。由图5可知:当第二步骤的矿柱开挖后，最大主应力主要集中在开挖矿体两侧位置处;当开挖结束，载荷卸除后，开挖矿体顶板处应力值降低，整个开采过程中未出现矿岩失稳现象。矿体开挖后顶板周围最小主应力的最大值约22MPa，主要表现为压应力;拉应力主要集中在矿体的侧面位置处，顶板处产生的拉应力较小，最大拉应力值在0.20MPa到0.34MPa之间，远远小于矿体的抗拉强度。(2)顶板位移变化分析。通过对图6研究发现，最大竖向位移为3.60cm，位移变化相对较小，且整体区域未出现顶板垮塌等现象。图7为采场顶板处监测点位移时步曲线图。图7采场顶板处监测点位移时步曲线图Fig．7Monitoringdisplacementcurveofstoperoof从以上分析可知:随着矿房中矿体第二步骤的开挖，顶板处的最大主应力值不断增大，当二步骤开采完毕时，顶板处主应力值达到最大值。第一步骤的矿体开挖，对矿房顶板及周边应力的迁移及竖向位移的变化影?
【参考文献】：
期刊论文
[1]急倾斜厚大矿体采矿方法的选择[J]. 魏晓明,李长洪,张立新. 金属矿山. 2014(04)
[2]急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法研究[J]. 马毅敏,周文略. 金属矿山. 2013(11)
[3]中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J]. 綦晓磊,宋肖杰. 有色金属(矿山部分). 2013(03)
[4]紫金山金铜矿大直径深孔阶段矿房法的试验[J]. 廖德兴. 金属矿山. 2005(11)
[5]高阶段大直径深孔爆破技术在安庆铜矿的应用[J]. 李樟鹤. 金属矿山. 2002(02)
[6]冬瓜山深埋铜矿床开采技术的研究[J]. 郭金峰,刁心宏,张传信,王春来,钱光荣,郑学敏. 金属矿山. 2002(01)
[7]关于缓倾斜厚大矿体采矿方法的探讨[J]. 潘常甲. 金属矿山. 2001(04)
[8]我国地下矿山采矿方法的进展及发展趋势[J]. 郭金峰. 金属矿山. 2000(02)
本文编号：2971797
【文章来源】：金属矿山. 2016,(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
二步骤采矿方法步骤一三维立体示意
出矿完毕后，立即进行充填，充填管经矿柱回采时的充填通风井进入采常矿柱充填时留2.0m左右的作业空间，当充填体强度符合要求后，继续采矿工作，以此循环，直至本中段矿石回采完毕。首分段的充填采用灰砂比1∶4的充填料浆，其他部分采用1∶10充填料浆。井下掘进及生产期间产生的废石就近充填于采空区，采场中的废石留在采场充填。根据矿岩的稳固情况，局部不稳固地段可以采用上向进路胶结充填采矿法回采，进路断面尺寸为3m×4.2m(宽×高)。二步骤采矿法步骤一三维立体示意见图3，二步骤采矿法步骤二三维立体示意见图4。图3二步骤采矿方法步骤一三维立体示意Fig．3Threedimensionaldiagramofthefirststepoftwo-stepminingmethod图4二步骤采矿方法步骤二三维立体示意Fig．4Threedimensionaldiagramofthesecondstepoftwo-stepminingmethod·21·赵永峰等:缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究2016年第6期
?Table1MainrockmassmechanicsparametersofHuangtupocopperzincores类型弹性模量/GPa泊松比内聚力/MPa内摩擦角/(°)抗拉强度/MPa岩体700.2514.1542.411.12矿体340.38.3042.68.30充填体0.670.250.4033.00.104.2矿体开挖对围岩稳定性的影响由于矿体第一步骤的开挖，破坏了原岩应力的平衡，导致矿岩应力进行了二次分布，应力向第二步骤的矿柱处集聚。针对矿体开挖的第二步骤，首先对应力转移规律和位移分布规律进行了分析和比较。第二步骤矿体开挖时矿柱顶板处的最大主应力分布、位移分布分别如图5、图6所示。图5回采工作面主应力云图Fig．5Mainstressnephogramofminingworkingface图6回采工作面竖向位移云图Fig．6Verticaldisplacementnephogramofminingworkingface(1)应力分布规律分析。由图5可知:当第二步骤的矿柱开挖后，最大主应力主要集中在开挖矿体两侧位置处;当开挖结束，载荷卸除后，开挖矿体顶板处应力值降低，整个开采过程中未出现矿岩失稳现象。矿体开挖后顶板周围最小主应力的最大值约22MPa，主要表现为压应力;拉应力主要集中在矿体的侧面位置处，顶板处产生的拉应力较小，最大拉应力值在0.20MPa到0.34MPa之间，远远小于矿体的抗拉强度。(2)顶板位移变化分析。通过对图6研究发现，最大竖向位移为3.60cm，位移变化相对较小，且整体区域未出现顶板垮塌等现象。图7为采场顶板处监测点位移时步曲线图。图7采场顶板处监测点位移时步曲线图Fig．7Monitoringdisplacementcurveofstoperoof从以上分析可知:随着矿房中矿体第二步骤的开挖，顶板处的最大主应力值不断增大，当二步骤开采完毕时，顶板处主应力值达到最大值。第一步骤的矿体开挖，对矿房顶板及周边应力的迁移及竖向位移的变化影?
【参考文献】：
期刊论文
[1]急倾斜厚大矿体采矿方法的选择[J]. 魏晓明,李长洪,张立新. 金属矿山. 2014(04)
[2]急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法研究[J]. 马毅敏,周文略. 金属矿山. 2013(11)
[3]中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J]. 綦晓磊,宋肖杰. 有色金属(矿山部分). 2013(03)
[4]紫金山金铜矿大直径深孔阶段矿房法的试验[J]. 廖德兴. 金属矿山. 2005(11)
[5]高阶段大直径深孔爆破技术在安庆铜矿的应用[J]. 李樟鹤. 金属矿山. 2002(02)
[6]冬瓜山深埋铜矿床开采技术的研究[J]. 郭金峰,刁心宏,张传信,王春来,钱光荣,郑学敏. 金属矿山. 2002(01)
[7]关于缓倾斜厚大矿体采矿方法的探讨[J]. 潘常甲. 金属矿山. 2001(04)
[8]我国地下矿山采矿方法的进展及发展趋势[J]. 郭金峰. 金属矿山. 2000(02)
本文编号：2971797
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