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基于主成分分析法的嗣后充填采场矿柱及充填体强度研究

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矿业研究与开发 2023年第3期43卷 45-52页

作者：王作鹏金爱兵庞如顺孙文斌陆通山东东平宏达矿业有限公司山东泰安市271509 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

空场嗣后充填矿山采场留设矿柱是地下采矿空间的重要结构,其尺寸会影响矿山生产安全、资源回采率以及企业经济效益,针对此类问题,以大牛铁矿为研究背景,基于主成分分析法(Principal components analysis, PCA),根据数值模拟获得的不同... 详细信息

空场嗣后充填矿山采场留设矿柱是地下采矿空间的重要结构,其尺寸会影响矿山生产安全、资源回采率以及企业经济效益,针对此类问题,以大牛铁矿为研究背景,基于主成分分析法(Principal components analysis, PCA),根据数值模拟获得的不同矿柱宽度和充填体强度下矿柱最大压应力和剪应力、位移及塑性区占比,构建矿柱稳定性综合评价指标;并以矿柱稳定和经济效益最优为目标,最终确定矿柱宽度和充填体强度。研究表明:(1)融合数值模拟得到的矿柱压剪应力、变形和塑性区的PCA综合评价指标显示,当充填体单轴抗压强度σ=1.5 MPa时,矿柱宽度b=9 m可保证稳定;(2)当矿柱宽度b=10 m时,充填体单轴抗压强度σ可降低至0.5 MPa;(3)当b=10 m、σ=0.5 MPa时,矿柱稳定和矿山效益综合最优。研究方法和成果可供类似工程借鉴。

关键词：嗣后充填采场矿柱充填体强度主成分分析综合评价

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动态扰动诱发嗣后充填采场灾变事故分析

采矿与安全工程学报 2015年第1期32卷 65-72页

作者：徐文彬潘卫东刘辉中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室资源与安全工程学院北京100083

为了明确某矿阶段嗣后充填采场破坏事故原因,结合事故现场工程实际及调查结果,采用相似模型、数值分析及现场监测手段,研究了阶段嗣后充填采场围岩变形特征、破坏模式、巷道表面变形规律。结果表明:开采活动对嗣后采场围岩及周边工程影... 详细信息

为了明确某矿阶段嗣后充填采场破坏事故原因,结合事故现场工程实际及调查结果,采用相似模型、数值分析及现场监测手段,研究了阶段嗣后充填采场围岩变形特征、破坏模式、巷道表面变形规律。结果表明:开采活动对嗣后采场围岩及周边工程影响具有明显的区域特性;不同分段的开采活动对采场顶板位移影响程度不同,第2分段开采导致顶板最大位移增量最多,而第3分段开采时加剧了矿柱应力集中,致使矿柱发生沿近似60°的结构面发生剪切滑移破坏;同时也使位于矿柱内部邻近空区的巷道侧壁发生垮塌。通过对比分析数值模拟与现场监测的结果,证明了相似模型试验的结论。研究结论不仅全面认识了该矿阶段嗣后充填采场破坏事故原因,还明确了阶段嗣后充填采矿方法采场安全潜在危险源,可为其他类似矿山提供安全借鉴。

关键词：动态扰动嗣后充填采场灾变机制

阶段嗣后充填法采场应力与变形规律及稳定性研究

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金属矿山 2021年第7期50卷 58-65页

作者：胡超丁成功金长宇东龙宾陈五九东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司安徽马鞍山243000 中冶北方工程技术有限公司辽宁大连116600 安徽马钢张庄矿业有限责任公司安徽六安237484

某铁矿采用阶段空场嗣后充填法开采,目前-450 m首采中段的回采工作即将结束,拟在-390 m新中段的开拓中将阶段高度从原来的60 m提高到90 m,阶段高度提高了50%。为了研究急倾斜厚大矿体在阶段空场嗣后充填法开采条件下的应力变形规律,采... 详细信息

某铁矿采用阶段空场嗣后充填法开采,目前-450 m首采中段的回采工作即将结束,拟在-390 m新中段的开拓中将阶段高度从原来的60 m提高到90 m,阶段高度提高了50%。为了研究急倾斜厚大矿体在阶段空场嗣后充填法开采条件下的应力变形规律,采用相似材料试验和数值模拟相结合的方法,考虑了首采中段和多盘区对新中段回采充填的影响,通过分析得到了采场矿柱和围岩的应力与变形规律。结果表明:在阶段高度提升后的新中段回采充填过程中,矿柱被揭露后矿柱内的应力会大幅增加,并随应力集中程度增加而导致矿柱的剪切破坏;采场内最大变形出现在中间盘区矿房顶板,最大主应力及塑性区主要出现在中间矿柱的中下位置,最大主应力、沉降变形及塑性区呈中间大两边小的对称性分布,最小主应力出现在两边矿房顶角处;盘区矿房采用间隔回采形成的最小主应力和沉降变形小于顺序开采,矿房的回采顺序对最大主应力的影响较小;随着矿柱宽度增加,采场内最大最小主应力、变形值及塑性区范围呈逐渐减小的趋势。研究成果对国内外采用空场嗣后充填法开采的同类型矿山具有借鉴意义。

关键词：深部开采相似材料充填开采嗣后充填数值模拟采场稳定性

三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计

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黄金科学技术 2021年第2期29卷 200-207页

作者：赵兴东曾楠陈玉民魏慧王成龙侯成录杜云龙范纯超东北大学采矿地压与控制研究中心辽宁沈阳110819 山东黄金集团有限公司山东济南250101

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场。通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法... 详细信息

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场。通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法。该采场方法的各个开采中段与主斜坡道相通,设备可在各个中段之间按照开采计划进行调度;中段通过辅助斜坡道与各个分段相通,保证设备在生产中段内部的作业调度;各分段均布置采场联络巷与矿体连通,方便设备进入矿体进行凿岩、爆破、铲运等作业,有利于无人机械设备在各个地点通行作业。采矿过程涵盖了"掘—采—运—充—辅助"各工艺环节的连续无人作业过程,能够有效保障多类型无人开采装备安全、高效和连续化生产、运行,在保障矿山生产安全的同时,提高矿山生产能力,对我国未来矿业智能化发展具有推进作用。

关键词：无人采矿采矿方法下向中深孔嗣后充填连续开采工艺三山岛金矿

分段空场嗣后充填采矿法集约化开采顺序优化研究

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金属矿山 2020年第6期49卷 167-171页

作者：任卫东范玉乾长沙有色冶金设计研究院有限公司湖南长沙410019

某矿山是一个水文地质条件复杂,生产多年的老矿山,矿山采用空场法开采,多中段同时生产,采场多,生产效率低,时有采场顶板冒落等问题发生,严重影响企业的安全生产。为了解决这些问题,企业采用了分段空场嗣后充填采矿法,虽然大大改善了采... 详细信息

某矿山是一个水文地质条件复杂,生产多年的老矿山,矿山采用空场法开采,多中段同时生产,采场多,生产效率低,时有采场顶板冒落等问题发生,严重影响企业的安全生产。为了解决这些问题,企业采用了分段空场嗣后充填采矿法,虽然大大改善了采场回采的安全,但矿山采用多中段生产,造成中段间相互影响,生产效率低,且存在潜在安全隐患,本研究在分段空场嗣后充填采矿法的前提下,采用数值模拟软件,依据摩尔-库伦破坏准则,通过对拟定的不同开采顺序采场回采进行数值模拟,分析不同开采顺序采场的应力及位移的变化情况,从而能选择适合矿山的开采顺序,为矿山实现集约化、规模化开采提供了依据,对矿山的安全、高效、经济的回采有至关重要的意义,也为类似矿山的开采提供了借鉴依据。

关键词：分段空场法嗣后充填采矿法集约化开采开采顺序优化

脉内顺路天井中深孔嗣后充填采矿法在玲珑金矿的应用

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黄金 2023年第12期44卷 10-13页

作者：刘涛姜培根乔俊斌白腾飞任基山东黄金矿业(玲珑)有限公司中南大学资源与安全工程学院

针对玲珑金矿急倾斜薄矿脉历年来一直采用浅孔留矿采矿法开采,采矿效率低且安全性难以保障等问题,提出了一种脉内顺路天井中深孔嗣后充填采矿法。在采场顶部留设顶柱,中间布置1条顺路天井作为人行通风通道,同时利用该顺路先自上而下施... 详细信息

针对玲珑金矿急倾斜薄矿脉历年来一直采用浅孔留矿采矿法开采,采矿效率低且安全性难以保障等问题,提出了一种脉内顺路天井中深孔嗣后充填采矿法。在采场顶部留设顶柱,中间布置1条顺路天井作为人行通风通道,同时利用该顺路先自上而下施工所有炮孔,然后自下而上逐层爆破,爆落的矿石借自重落入采场底部,采用平底出矿穿底部结构,用铲运机装入矿车运走。应用实践表明:该采矿方法通过控制采幅实现了安全高效开采的目的,采矿损失率为1.19%,矿石贫化率为12.6%,采矿效率较浅孔留矿采矿法提高了47%,且人员通过底部出矿穿出矿,安全性大大提高。

关键词：急倾斜薄矿脉中深孔嗣后充填脉内顺路天井底部结构

不同矿体厚度二步骤空场嗣后充填采场宽度优化研究

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采矿技术 2023年第6期23卷 180-186页

作者：莫静曹易恒田长林张然江西铜业股份有限公司武山铜矿江西瑞昌市332204

合理的采场结构参数是保证回采安全的关键前提,某矿一步骤采场采用进路充填采矿法,二步骤采场采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法。为了选取更优化的二步骤采场宽度,采用有限差分法软件进行数值模拟开挖充填循环计算,研究厚度分别为20 ... 详细信息

合理的采场结构参数是保证回采安全的关键前提,某矿一步骤采场采用进路充填采矿法,二步骤采场采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法。为了选取更优化的二步骤采场宽度,采用有限差分法软件进行数值模拟开挖充填循环计算,研究厚度分别为20 m、30 m、40 m的矿体二步骤采场回采活动的主应力、竖向位移及塑性区,以确定不同矿体厚度的二步骤采场合理宽度。研究结果表明:二步骤采场顶底板和围岩的大部分区域受拉,一步骤进路采场充填体内压应力随着二步骤采场宽度增加而增大;二步骤采场开挖后,顶板存在剪切和拉伸破坏,底板主要为拉伸破坏;上盘和下盘均存在剪切破坏和拉伸破坏,一步骤进路采场充填体主要发生剪切破坏。综合平衡考虑回采安全性和盘区生产能力要求,推荐矿体厚度20 m的二步骤采场宽度为12 m,推荐矿体厚度30 m的二步骤采场宽度为10 m、推荐矿体厚度40 m的二步骤采场宽度为10 m。

关键词：二步骤采场采场结构参数分段凿岩阶段空场嗣后充填采场宽度

金矿破碎矿体高分段嗣后充填采矿技术优化研究

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金属矿山 2021年第12期50卷 102-105页

作者：李冬萍张浩强中国有色矿业集团有限公司北京100029 中色国矿帕鲁特有限责任公司塔吉克斯坦瓦赫达735400

某地下金矿位于塔吉克斯坦境内,属于中等复杂程度矿山。为了解决采切比高、采场结构不稳、巷道破坏严重等开采问题,从采场结构参数、巷道布置、落矿工艺及回采顺序、充填工艺等方面对采矿技术进行优化,提出了中深孔高分段采矿嗣后充填... 详细信息

某地下金矿位于塔吉克斯坦境内,属于中等复杂程度矿山。为了解决采切比高、采场结构不稳、巷道破坏严重等开采问题,从采场结构参数、巷道布置、落矿工艺及回采顺序、充填工艺等方面对采矿技术进行优化,提出了中深孔高分段采矿嗣后充填技术方案。通过增大分段高度至21 m、调整底部结构高度为13 m、优化采用高分段中深孔爆破技术和新型复合充填挡墙等技术,实现采场千吨采切比降至4.48 m/kt,炸药综合单耗降至0.42 kg/t,损失贫化率均控制在8%以下。研究成果应用于矿山生产,有效提高了井下出矿效率,创造了较好的经济效益,为在"一带一路"国家进行资源开发起到了良好的示范效应。

关键词：中深孔高分段空场采矿破碎矿体采场结构参数嗣后充填

论某矿M4区1号矿体铲运机出矿分段空场嗣后充填采矿法

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云南冶金 2022年第2期51卷 27-30页

作者：王友富青海鸿鑫矿业有限公司青海格尔木816099

结合矿区实际情况,对某矿M4区1号矿赋存条件进行分析,采用空场嗣后充填采矿法,采矿工序通过爆破控制以及合理回采矿柱,结合铲运机出矿回收利用资源。

关键词：分段空场嗣后充填铲运机出矿爆破矿柱回采