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高原地下金属矿山充填采矿技术研究及应用

中国科技期刊数据库工业A 2024年第5期 88-91页

作者：郭荣魁云南黄金集团-香格里拉市云矿红牛矿业有限公司云南迪庆674400

在国家的社会发展过程中,要实现可持续发展,促进矿业事业的发展,矿业企业就得处理矿山生产过程中的废弃物,因此,有必要研究环保的金属矿山充填采矿开采工艺。充填开采工艺的研发与应用,不仅可以有效的缓解开采中出现的地面沉陷问题,而... 详细信息

在国家的社会发展过程中,要实现可持续发展,促进矿业事业的发展,矿业企业就得处理矿山生产过程中的废弃物,因此,有必要研究环保的金属矿山充填采矿开采工艺。充填开采工艺的研发与应用,不仅可以有效的缓解开采中出现的地面沉陷问题,而且还可以有效地减少开采造成的对环境造成的破坏,对于减少矿山的损失、促进矿产资源的合理开发等都有着十分重大的意义。在这一过程中,金属矿山充填采矿工艺,对国家的矿物资源进行了科学的开发,逐步达到了对环境的保护。

关键词：高原地下金属矿山充填采矿技术应用

3Dmine软件在铜矿通风系统优化中的实践研究

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第4期 78-80页

作者：施伟江香格里拉市云矿红牛矿业有限公司云南香格里拉674400

随着矿业工程的深入开发,地下铜矿通风系统的安全性、稳定性及能源效率等方面日益受到重视。在此背景下,本文旨在探讨3Dmine软件在铜矿通风系统优化方面的实践研究,3Dmine作为一种多功能的矿山设计软件,能有效地提升矿井风量分析、风速... 详细信息

随着矿业工程的深入开发,地下铜矿通风系统的安全性、稳定性及能源效率等方面日益受到重视。在此背景下,本文旨在探讨3Dmine软件在铜矿通风系统优化方面的实践研究,3Dmine作为一种多功能的矿山设计软件,能有效地提升矿井风量分析、风速监测和通风网络模拟等方面的工程设计能力。通过对现有铜矿通风系统的优化设计与应用实例,本文分析了3Dmine软件如何提高矿山通风网络的运行效率,同时减少能源消耗和提高矿井工作者的安全,最后提出了几种优化措施和建议,以进一步推动铜矿通风系统在技术和管理层面的持续改进。

关键词： 3Dmine软件铜矿通风系统优化实践

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铜矿点柱式上向水平分层充填法的应用

中国科技期刊数据库工业A 2024年第7期 0022-0025页

作者：施伟江香格里拉市云矿红牛矿业有限公司云南香格里拉674400

矿体分层开采阶段会形成采空区,若没有进行充填处理,则会出现岩体变形和应力变化的情况,无法保证岩体强度,容易出现塌陷问题。使用充填体及时充填处理可避免出现上述问题,运用点柱式上向水平分层充填对铜矿采场内部进行充填处理,能够保... 详细信息

矿体分层开采阶段会形成采空区,若没有进行充填处理,则会出现岩体变形和应力变化的情况,无法保证岩体强度,容易出现塌陷问题。使用充填体及时充填处理可避免出现上述问题,运用点柱式上向水平分层充填对铜矿采场内部进行充填处理,能够保证顶板部位的稳固性,还能调节采场的结构参数,使其更加合理,在一定程度上提高了采矿期间的安全性,而且可以利用充填料浆与废石有效处理采空区域,保证采矿效果。本文对某地区铜矿开采中点柱式上向水平分层充填法的应用进行了分析,以期为稳定开采矿石提供参考。

关键词：铜矿上向水平分层充填点柱间距点柱尺寸安全开采

上向进路式尾砂胶结充填采矿法采场结构参数研究

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世界有色金属 2024年第1期 76-78页

作者：李晓斌云南黄金集团-香格里拉市云矿红牛矿业有限公司云南香格里拉674400

红牛铜矿主要矿石类型以矽卡岩型为主,次为角岩型,矿体呈透镜状、藕节状产出,矿体尖灭再现、分枝复合严重,西边矿岩稳定性良好,东边矿岩稳定性差,为一种难开采的矿体,尤其是KT2-1厚大矿体(低品位、资源储量大),现阶段来看,社会生产对矿... 详细信息

红牛铜矿主要矿石类型以矽卡岩型为主,次为角岩型,矿体呈透镜状、藕节状产出,矿体尖灭再现、分枝复合严重,西边矿岩稳定性良好,东边矿岩稳定性差,为一种难开采的矿体,尤其是KT2-1厚大矿体(低品位、资源储量大),现阶段来看,社会生产对矿产资源的需求量不断增大,这同时也为矿山开采作业带来了众多新挑战,一些浅层矿床已经被开采殆尽,要想满足当前的社会生产需求,则对深层矿产资源、低品位资源进行开采,部分情况下还需面临矿山回采的状况。为能提高矿山开采的效率,本文以红牛矿山回采作业为例,探究上向进路式尾砂胶结充填采矿法在KT2-1矿体中的应用方法,并分析关键采场结构参数,旨在充分发挥回采技术优势,提高矿床开采效率。

关键词：上向进路式尾砂胶结充填采矿法采场结构参数采矿效率

基于UDF的煤层注水渗流演化规律的数值模拟研究

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煤矿安全 2024年第1期55卷 78-85页

作者：葛俊岭王彦敏刘涛济宁矿业集团有限公司霄云煤矿山东济宁272213 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了更好地揭示煤体高压注水渗流演化规律,提高煤层注水抑尘效果;基于三轴压缩和煤矿生产实际,通过煤岩渗透性试验得到煤岩变形与孔隙水压匹配关系;利用用户自定义函数UDF模块将其编译到Fluent中对钻孔注水过程中的流体压力场、速度场... 详细信息

为了更好地揭示煤体高压注水渗流演化规律,提高煤层注水抑尘效果;基于三轴压缩和煤矿生产实际,通过煤岩渗透性试验得到煤岩变形与孔隙水压匹配关系;利用用户自定义函数UDF模块将其编译到Fluent中对钻孔注水过程中的流体压力场、速度场及水量分布情况进行模拟,分析不同注水压力下钻孔径向周围煤体内润湿范围以及渗流速度等因素。结果表明:渗流场压力随着孔隙水压的增大而增大,压力变化率随着时间段的增长逐渐降低并趋至稳定,渗流场速度变化展现出相似的变化规律;随着孔隙水压的不断增大,煤体孔隙率随之增大,煤体内部含水率逐渐升高,分布范围从钻孔周围逐渐向两侧扩大,煤层钻孔周围的润湿过程是一个快速增长后缓慢降低达到稳定的状态。

关键词：煤层注水数值模拟 UDF 孔隙率渗流润湿分布

露天爆破中炸药单耗对岩石破碎块度的数值模拟研究

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工程科学学报 2024年第6期46卷 973-981页

作者：黄永辉李永杰杨阳熊卫国张智宇昆明理工大学电力工程学院昆明650500 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 香格里拉市云矿红牛矿业有限公司迪庆674400 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

露天爆破中岩石破碎块度是钻爆、铲装、运输及后续工艺等综合成本的主要衡量标准,炸药单耗是其主要影响因素,而炸药单耗对破碎块度的研究一般采用爆破模型试验,但其存在成本高、试验结果误差大等缺点.为了优化炸药单耗来降低爆堆的大块... 详细信息

露天爆破中岩石破碎块度是钻爆、铲装、运输及后续工艺等综合成本的主要衡量标准,炸药单耗是其主要影响因素,而炸药单耗对破碎块度的研究一般采用爆破模型试验,但其存在成本高、试验结果误差大等缺点.为了优化炸药单耗来降低爆堆的大块率、平均块度,并预测实际工程块度,在爆炸破岩理论基础上,运用基础力学测试设备对模型材料进行了单轴抗压、弹性模量、断裂韧度等测试,标定RHT本构模型参数,通过LS-DYNA数值仿真软件和粒子流算法(SPH)构建了三维露天台阶爆破数值仿真模型,首次对爆破破岩数值模拟结果实现块度精准统计,并对爆破破岩块度随炸药单耗的变化规律开展了系统研究.研究结果表明:炸药单耗在0.23~0.79 kg·m^(-3)范围内,岩块最大尺寸均小于240 mm,其变化区域分为240、220、140 mm三个最大块度相近区和240~220 mm、220~140 mm两个明显下降区;随单耗增加,均匀性指数n呈波浪式减小,分形维数D与n的变化趋势相反,平均块度尺寸呈现先快速下降后缓慢变化的趋势;炸药单耗的块度分布拟合曲线采用G–G–S函数拟合,相关系数均在0.91~0.97间,其变化规律验证了通过SPH法来模拟岩石爆破和岩石破碎块度统计方法的可行性和准确性.研究结果对爆破破碎块度分布规律的完善及块度控制工程具有一定的意义.

关键词：岩石块度炸药单耗数值模拟 SPH法通过率

霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断分析及支护优化设计

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山东煤炭科技 2024年第5期42卷 53-57,62页

作者：储丹东宋庆爽高建华济宁矿业集团有限公司霄云煤矿山东济宁272213

针对霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断问题,利用现场调研报告与数值模拟软件,分析巷道围岩的应力分布与塑性区发育趋势,研究巷道锚杆在过构造段的损坏特征,从地质构造、应力转移、支护方案三个方面分析锚杆破断机理,得出破断锚杆的受力状态... 详细信息

针对霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断问题,利用现场调研报告与数值模拟软件,分析巷道围岩的应力分布与塑性区发育趋势,研究巷道锚杆在过构造段的损坏特征,从地质构造、应力转移、支护方案三个方面分析锚杆破断机理,得出破断锚杆的受力状态。根据现场巷道锚杆破坏形态与理论分析结果,对原有支护方案提出了增加巷道帮部锚索支护、使用T型钢带、配备让压环等加固措施。结果表明,锚杆破坏集中在过构造段,巷道应力集中区出现在巷道肩角处,水平应力大于垂直应力,巷道支护优化方案成功应用于工程实际,有利解决现场围岩控制难题。

关键词：数值模拟应力分布锚杆破断机理支护优化

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工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理

中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 264-276页

作者：杨敬轩张瑞卢硕孙兴平陈建本中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 淮南矿业(集团)有限责任公司顾桥煤矿安徽淮南232033

为了改善顾桥煤矿大采深和工作面采动影响引起的煤岩高应力环境,保证工作面停采后系统巷道的安全留设,以矿井1311(1)工作面停采后的系统巷道保护为目标,采用理论分析和现场实践实测方法,探索工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理.研究表... 详细信息

为了改善顾桥煤矿大采深和工作面采动影响引起的煤岩高应力环境,保证工作面停采后系统巷道的安全留设,以矿井1311(1)工作面停采后的系统巷道保护为目标,采用理论分析和现场实践实测方法,探索工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理.研究表明:覆岩悬板作用是停采工作面煤岩高应力显现的主要力源组成;通过建立停采工作面覆岩结构力学模型,采用等效应力指标较好地反映了煤层高应力承载特征,揭示了悬板作用下的覆岩应力传递机制,明确覆岩悬板是诱发煤岩高应力的敏感因素,煤层开采扰动范围内的悬板必须及时切断,阻断高应力传载路径;通过合理确定覆岩控制目标层高度,提出利用工作面顺槽联巷爆破切顶阻断高应力传递的卸压思路,给出了重型药柱深孔爆破工艺参数,顶板平面致裂及卸压效果显著.

关键词：顶板预裂切顶卸压应力阻隔爆破切顶等效应力

冲击地压矿井充填工作面超前采动应力对充填体充实率的反馈机制

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1804-1818页

作者：王兆会陈明振李强王伟李增强徐德生郑晓晨孙少龙吴传平郭心洋安君琦中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 济宁市能源局山东济宁272000 兖矿能源集团股份有限公司山东煤炭科技研究院分公司山东济南250117 山东东山古城煤矿有限公司山东济宁272000 冀中能源峰峰集团有限公司梧桐庄矿河北邯郸056011

高应力是深部矿井冲击地压灾变频率走高的主要原因,充填开采则是控制岩层运动,缓解采动应力集中程度,降低围岩破坏和冲击风险的有效手段。为研究采空区充填体对超前采动应力的控制能力,以山东古城煤矿1123充填工作面为工程背景,采用理... 详细信息

高应力是深部矿井冲击地压灾变频率走高的主要原因,充填开采则是控制岩层运动,缓解采动应力集中程度,降低围岩破坏和冲击风险的有效手段。为研究采空区充填体对超前采动应力的控制能力,以山东古城煤矿1123充填工作面为工程背景,采用理论分析、室内试验、现场实测手段探究充填开采工作面采动应力分布规律,揭示超前采动应力对充填体充实率的反馈机制,指导冲击地压矿井充实率确定。结果表明:工作面开采初期充填体充实率低于80%,坚硬顶板下沉量大,超前采动影响范围大于30 m,应力集中系数达到1.5,断层影响区采动应力影响范围和集中系数分别增至60 m和1.65,片帮冒顶等围岩失稳现象增多;实测了采空区充填体承载应力全程动态演化特征,承载应力分布曲线划分为“快速降低—短暂稳定—快速升高—缓慢降低—二次稳定”5个阶段,低充实率条件下采空区上、中、下3个区域承载应力稳定值分别为1.9、5.2、2.8 MPa;将采空区充填体划分为非充分压实区和充分压实区,构建了充填体支撑作用下坚硬顶板连续沉降模型,得到了坚硬顶板“ʅ”型沉降曲线,非充分压实区范围随充实率近似呈线性减小;试验得到充填体弹性模量和单轴抗压强度随凝固时间的演化曲线,结合顶板沉降曲线和推进速度得到工作面前后采动应力全区域分布曲线;建立了超前采动应力集中程度与充填体承载能力的负指数函数关系,揭示了超前采动应力对充填体充实率的负向反馈机制,实现充填开采降载防冲效果的定量评价;提出了充填体充实率“三位一体”协同提升措施,将1123工作面充实率升高至90%,增强了充填体承载能力,超前采动应力集中系数降至1.3,厚顶煤膨胀变形量减少至50 mm,坚硬顶板破断致冲风险显著降低。

关键词：冲击地压充填开采坚硬顶板采动应力反馈机制