缓倾斜薄矿体采矿方法创新设计与采动损伤过程模拟
缓倾斜薄矿体采矿方法试验研究
缓倾斜薄矿体采矿方法试验研究摘要：我国缓倾斜极薄矿脉比重较高，加强对该类矿脉的研究和探索，不仅能提高矿山企业的经济效益，减少成本，还能增加矿山的服务年限，提高社会效益。
缓倾斜极薄矿体的开采难度较大，效率低，方法较多。
关键词：缓倾斜；极薄矿体；采矿方法；试验；1普通全面采矿法存在的主要问题矿山自投产以来，主要采用逆倾向推进的普通全面采矿法（原采矿法）开采，采场沿走向长度一般为25~30m，底柱高度3~5m。
厚度小于3m时，片帮回采至顶板；大于3m时，分层回采，下分层回采方式与小于3m的相同，上分层打水平眼压顶回采。
经现场调查认为，原杨树金矿属镇办企业，技术力量薄弱，回采工艺及参数选择不尽合理，发现其存在的主要问题如下：（1）片帮回采、爆破自由面条件差，炮孔有效利用率低，直接影响爆破效果。
（2）爆堆分散，不利于电耙出矿。
（3）电耙功率较小（15kW）、能力低。
（4）片岩顶板不稳固，在整个采场回采期间，工人均出入于采空区，作业安全条件差。
2缓倾斜薄矿体开采的问题分析缓倾斜矿体的开采方法，应该依据具体的实际情况及矿体的特征进行分析研究。
缓倾斜矿体在开采过程中的存在的问题为：（1）矿体倾角较缓，崩落的矿石不能自行落矿，这样就造成出矿难度增加，从而使采矿的成本增加。
（2）因为矿体倾角处在缓倾斜至倾斜的范围内，这样就增加了采矿方法的选取及回采工艺的难度。
（3）因为矿藏在开采的过程中会遇到多条矿体的问题，这样对于采矿方法的要求就增加了。
3全面采矿法的特点分析全面采矿法适合矿石和上部围岩较稳固的倾角较缓薄矿体。
对于间柱来说各个间柱在2到3米的距离，也可以不留间柱。
底柱的厚度在3到8米之间，其中顶住高2米，也可应用人工底柱。
全面采矿法的优势在于，开采的工程量较为的小，回采工序简洁，通风良好。
当顶板暴露面积较大；巷道高度较高，对于顶板的维护管理难度较大；在设计时，预留的矿柱较多时，矿石损失较大。
4采矿方法选择由于矿体及上盘围岩中等稳固，矿体倾角l5~30，平均厚度5m左右，属缓倾斜薄—中厚矿体，并参考同类矿山的经验，本着安全可靠、经济合理、生产高效的原则，经充分的比较论证后，选择了顺伪倾斜“V”形工作面推进壁式全面采矿法。
缓倾斜薄矿脉的采矿方法
专利名称：缓倾斜薄矿脉的采矿方法
专利类型：发明专利
发明人：周春波,张长征,李达,章邦琼,欧瑞军,张建华,王寿刚,王志强,陈万龙,郭刚,鞠光辉,薛阳,杨晨荣
申请号：CN202111348532.0
申请日：20211115
公开号：CN113969786A
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本公开涉及一种缓倾斜薄矿脉的采矿方法，包括以下步骤：准备：在矿体上开设有用于开采矿石的采场巷道；支护：所述采场巷道通过支撑件进行支护；打孔：所述支护步骤完成之后，所述矿体于所述工作面处沿竖直方向开设有多排炮孔；装药：所述打孔步骤完成之后，在全部所述炮孔内放入炸药；爆破：所述装药步骤完成之后，多排所述炮孔从下到上依次爆破，以将部分所述底板的岩石和部分所述矿体的矿石打落；选矿：所述爆破步骤完成之后，对所述矿体的矿石以及部分松动的所述顶板的岩石进行撬碴；出矿：所述选矿步骤完成之后，将所述矿石运输到所述溜井内，之后返回所述支护步骤。
该采矿方法可以减少采矿的贫化率和降低作业人员支护的难度。
申请人：内蒙古金陶股份有限公司
地址：024327 内蒙古自治区赤峰市赤峰敖汉旗金厂沟梁镇
国籍：CN
代理机构：北京英创嘉友知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：金兰
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浅析缓倾斜极薄小矿体的采矿方法
浅析缓倾斜极薄小矿体的采矿方法
缓倾斜极薄小矿体是指倾角在10度以下，厚度小于1.2米的矿体。
由于矿体的薄和倾斜，采矿难度较大，需要采用特殊的采矿方法。
一、消隐探矿
消隐探矿是对缓倾斜极薄小矿体进行探测的一种方法，通过探矿技术探寻矿体的存在，确定矿体的规模和位置，从而制定采矿方案。
在探矿过程中，需要采用地下定向钻探和地
质雷达等技术手段，确定矿体的形态和规模，详细地了解矿体的差异性和分布情况，为采
矿提供依据。
二、矿体定向开采
针对缓倾斜极薄小矿体这一特点，采用矿体定向开采的技术方法可以最大限度地获取
矿体的矿石量。
具体的方法是采用半封闭的阶梯状采矿方法，将矿体分割成若干小块，然
后采用倾斜坑道进入采矿现场，从下往上顺序开采每个小块，使得废矿岩累加程度最小，
并能够尽量多地将矿石得到。
矿体定向开采方法能够在最短的时间内收集到矿石，同时减
少采空区的面积。
三、合理施工提高采矿效率
合理施工是采矿过程中一个非常重要的环节，可以有效提高采矿效率。
为此，采用先
采后掘的工艺，主要就是先将上部分的矿体开采出来，然后再通过掘进方式去开采下部分
的矿体。
这种方式不仅可以降低采矿难度，而且能够提高采矿效率，缩短采矿周期。
综上所述，缓倾斜极薄小矿体的采矿方法相对复杂，需要根据矿体的实际情况制定相
应的采矿方案。
同时在施工过程中还需要加强技术辅助，通过工艺控制，提高采矿效率，
降低采矿成本。
缓倾斜薄矿体采矿方法的实践
第27卷 第4期2008年12月 吉 林 地 质J I L I N GEOLOGY Vol 127 No 14D ec 12008 文章编号:10012427(2008)0407404缓倾斜薄矿体采矿方法的实践成汉军吉林省有色金属地质勘查局六○四队,吉林桦甸 132400摘要:桦甸市汇源矿业公司大羊岔金矿的0、1号矿脉属缓倾斜薄矿脉,其上部矿体较厚,平均0181m,金平均品位1115×10-6。
中、下部矿体逐渐变薄,品位逐渐降低,平均厚度013～015m,金平均品位(415～610)×10-6。
原来的采矿方法不能适应生产的需要,为此在0号脉110m 中段的1、2、3号采场分别进行了普通全面采矿法方案、宽进路推进杆柱房柱法方案、工作面临时支护分采充填法方案的实验,实验结果表明,工作面临时支护分采充填法方案是一种较好的采矿方法,它既可以降低贫化率、损失率,提高经济效益,又可以少向井外排废石,减少环境污染,降低闭坑后恢复植被的成本。
关键词:缓倾斜薄矿体;普通全面法;宽进路推进杆柱房柱法;工作面临时支护分采充填法中图分类号:P63313 文献标识码:A收稿日期226;改回日期226作者简介成汉军(62),男,吉林桦甸人,吉林省有色地质勘查局六四○队工程师。
Pra cti ce of the gen tly d i pp i ng th i n orebody m i n i n g m ethodCHENG Han 2junTeam 604,B urea u of N o n 2ferro usM eta l s Geologica l Explora tion o f J ili n P rovince,H uadian 132400,J ilin,ChinaAbstra ct:The No .0and 1ore veins of the Dayangcha gold m ine bel ong to the gently di pp ing thin or e veins,the uppe r is relative thick,ave r age 0181m ,average grade 1115×10-6;the m iddle,lowe r orebodies become thingr adua lly .The grade reduces gradually,average 013～015m in thickness,average grade (415-610)×10-6.The old m ining m ethod will not be able t o m eet the pr oducti on require m ent .S o,we te sted with common m ining m ethod,wide p r opelling r oom 2and 2pillar m ining m ethod and te mporary support in the face m ining and filingm ethod in the No .1,2,and 3m ining spots of the 110m level of the No.0ore vein.The tests show that the te mporary support in the face m ining and filling m ethod is a relative ideal one,which can reduce poor ore rate,l oss fact or,raise econom ic effec t and r educe envir onment pollution caused by waste r ocks,and cut down r ecla m ation cost afte r m ine close .Key wor ds:gently di pp ing thin or ebody;common m ining m ethod;wide pr opelling r oom 2and 2pillar m ining m ethod;te mporary support in the face m ining and filling m ethod1 矿床地质概况桦甸市汇源矿业公司大羊岔金矿床位于华北陆台北缘辽东台背斜铁岭—靖宇隆起与吉林地槽交界处的台区边缘,夹皮沟北西向弧形剪切带的上盘(NE 盘)的次一级南北向脆2韧性剪切带之中。
南非某铂金矿缓倾斜薄矿体开采技术研究
南非作为全球铂金生产和储量最大的国家之一，其铂金矿的开采一直备受关注。
本文将以南非某铂金矿的缓倾斜薄矿体开采技术为研究对象，探讨该矿体开采所涉及的技术和挑战，以及面对挑战所采取的措施和未来的发展方向。
一、矿体特点铂金矿矿体通常分为两类：坚硬矿体和薄矿体。
坚硬矿体一般比较厚，体积大，但开采难度较大；而薄矿体则相对较薄，体积小，开采难度较低。
南非某铂金矿所涉及的缓倾斜薄矿体位于地下1500 米以上，其厚度只有1.5 到3 米。
该矿体的开采主要依赖于人工掏槽，技术成熟，但成本较高。
二、挑战和技术虽然相对于坚硬矿体而言，薄矿体的开采难度较低，但也存在一定的挑战。
南非某铂金矿的缓倾斜薄矿体的开采主要面临以下挑战：（1）生产安全难保障：由于矿体深度较深，地下环境较为复杂，人工开采难度较大，一旦发生安全事故并不容易及时发现和处理。
还有一些因素如人为疏忽、爆炸等不可预测因素也对安全带来了威胁。
（2）开采效率低：由于矿体较为薄弱，无法使用传统的全面机械化作业，需要采用人工掏裸、手工破碎与选矿等方式开采矿石，无法实现大规模化生产，生产效率低下，难以适应现代化生产方式的需要。
（3）资源利用率低：由于手工采掘技术难度较大，矿工精度有限，导致采矿效率低下，矿石中的金属含量无法最大化的提取和利用，资源浪费严重。
为了克服这些挑战，南非某铂金矿采取了多种技术措施：（1）机械化手段：使用缓倾斜滚筒式开采机特装的夹板起子进行底板支护，增强了安全保障和开采效率。
使用电动牵引设备替代原来人工拖拉。
这些改进工艺的采用大大改善了矿产资源开采效率，使铂金矿的开采降低了人工操作难度。
（2）自动化技术：采用自动化技术，控制进给速度、人工缸距、夹板支承力和斜度等参数，使整个开采自动化程度更高，减少了人工干预时对人员的安全风险，更进一步提高了生产效率。
提高自动化水平，是铂金矿未来发展的方向之一。
（3）矿区安全监控：采用监控措施，安装高科技设备和监测仪器，实时科学监控矿产资源开采过程中矿区温度、湿度、气体浓度等环境和设备、管路等运行情况，纠正矿工错误操作，杜绝安全事故的发生。
浅析缓倾斜极薄小矿体的采矿方法
浅析缓倾斜极薄小矿体的采矿方法随着矿产资源的日益枯竭，人们对于矿产资源的开发利用需求也越来越迫切。
而在实际的采矿过程中，有一种矿体叫做缓倾斜极薄小矿体，这种类型的矿体采矿难度较大，需要采用特殊的采矿方法。
接下来，本文将对缓倾斜极薄小矿体的采矿方法进行浅析。
一、缓倾斜极薄小矿体的特点缓倾斜极薄小矿体通常指的是倾角较小、厚度较薄、面积较小的矿床。
由于其特殊的地质条件，使得其采矿难度相对较大。
具体来说，缓倾斜极薄小矿体主要具有以下几个特点：1. 倾角较小：相比于其他类型的矿体，缓倾斜极薄小矿体的倾角通常在10度以内，有时倾角甚至只有几度。
2. 厚度较薄：缓倾斜极薄小矿体的矿床厚度通常在几米到几十米之间，厚度较薄，采矿过程中易发生垮塌等安全问题。
3. 面积较小：矿床面积相对较小，采矿难度大，需要采用更加精细的采矿方法。
4. 形状复杂：矿体形状较为复杂，存在伴生矿物、包浆、构造变形等现象，采矿过程中需要注意矿物的分离和选择。
二、缓倾斜极薄小矿体的采矿方法针对缓倾斜极薄小矿体的特点，需要采用一些特殊的采矿方法才能有效地进行开采。
这里简单介绍几种常见的采矿方法：1. 长墙采矿法长墙采矿法是一种适用于缓倾斜极薄小矿体的采矿方法。
其原理是在矿体的接长墙上进行顺槽开采，通过设备和工艺将矿石输送到井口，再通过提升设备将其运出矿井。
这种方法能够有效地保持矿体的稳定性，减少因为采矿引起的地质灾害。
3. 低伤害分段周转法低伤害分段周转法是一种适用于缓倾斜极薄小矿体的采矿方法。
其原理是在矿体的稳定性分析上进行采矿，通过低伤害的方式开展采矿作业，避免对矿体造成过大的损伤，减少地质灾害的发生。
1. 支护技术在开采缓倾斜极薄小矿体的过程中，必须重视矿体的支护工作。
采用合理的支护技术，包括钢架支护、锚杆支护、注浆技术等，能够保证矿体的稳定性，减少采矿过程中的地质灾害。
2. 轻型设备由于缓倾斜极薄小矿体的特殊性，采矿作业需要使用轻型设备，避免过度振动和压力对矿体的损伤。
缓倾斜极薄矿体高效开采新技术及应用
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２０１８年第 ８期 ／第 ３９卷
采 矿 工 程 ３９
保持在 ５～１８ｍ。Ｃ、Ｂ含矿层在地表出露较为稳定， 过综合技术经济比较，选出最优采矿方法。
多年来，国内外开采缓倾斜极薄矿体广泛采用全 面采矿法、房柱采矿法、削壁充填采矿法、选别充填采 矿法、分段空场采矿法及其他变形方案的采矿方法， 根据拓展作业空间的方式不同，归纳为壁式削壁充填 采矿法和分条式掏切采矿法 ２大类。通过多年矿山 生产实践证明，这些采矿方法技术可行，安全可靠，但 也共同存在生产效率低、采切比大、采矿损失贫化大、 机械化程度低、安全环境差等问题，特别是在矿岩界 线不明显、顶板稳固性差的条件下，开采成本和安全 问题更为突出［４］。进一步探索该类矿床新的采矿技 术、采矿工艺，研制新的高效、智能的采矿装备，降低 生产成本，提高经济效益是当前矿山生产中迫切需要 研究的首要内容。
１ 工程背景
新疆拜城 县 滴 水 铜 矿 开 发 有 限 责 任 公 司 （下 称 “阿克苏滴水铜矿”）位于新疆维吾尔自治区阿克苏 市拜 城 县，西 南 距 阿 克 苏 市 １０６ｋｍ，东 距 拜 城 县 ７５ｋｍ，交通 极 为 便 利。 矿 山 曾 有 小 规 模 开 采 历 史， ２０１３年 １２月阿克苏滴水铜矿西区开发利用项目完 成批复，新采矿证生产规模为 ８０万 ｔ／ａ，目前生产规 模 ２０００ｔ／ｄ。阿克苏滴水铜矿床属于缓倾斜极薄矿 脉沉积性砂岩铜矿床，倾角 １８°～２５°。矿体形态呈 似层状，近东西向展布，根据实际揭露情况，矿体厚度 ０．７～１．２ｍ。大部分矿体厚度在 ０．８ｍ以下，富矿层 位于泥灰岩和泥质砂岩之间，厚度 ０．１５～０．５０ｍ，品 位 １．５％ ～２．５％，顶板泥灰岩品位 ０．１％ ～０．３％， 底板泥质砂岩无矿化。矿体分为 Ｃ、Ｂ２层，分别赋存 于康村组第四段第五亚段底部及康村组第四段第三 亚段顶部。Ｃ层矿体与 Ｂ层矿体之间的层间距基本
缓倾斜破碎薄矿体采矿方法选择与采场参数优化
（ ． ｃ ｏｌ ｆ ｉｉ＆ Ｅ ｖ ｏｍｅｔ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｃｅｃ １ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｖ Ｃ ｌ ｎｉ ｎ ｎ ｇｎ ｅ ｎ ， ｎｖｒ ｔ ｆ ｉ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｂ ｉｎ ； ．Ｍ ｎ ｚ Ｍｉ ｎ ｒ Ｅ ｉ ｉ Ｓ ｎ ｅｈ ｏｏ ｅ ｉｇ ２ ｅ ｇｉ ｎ ｇ＆ ｇ ｊ ｉ Ｍｅ ｌ ｒ ｏ ， ｔ． ｔ ｌ ｇ Ｃ ． Ｌｄ ） ａ ｕｙ
（ 北京科技 大学土木与环境工程 学院） （ 自矿冶有限公 司） 蒙
摘
要 ： 对矿 体倾 角缓 ， 度 薄 ， 体及 顸板破 碎 ， 场 容 易 冒顶 的特 点 ， 分 利 用单 体 水 压 针 厚 矿 采 充
支柱主动 支护 与快 速 让压 的特性 ， 采用 水 压 支柱护 顶 连 续采 矿 法 。为 了确 定合 理 的 单体 水 压 支 柱
ｗ ｅ ｈ ｖ ｒ ｇ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｏ ｅ ｂ ｄ ｓ３ ５ ， ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｉｎ ｏ ｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｐ ｉ ４ ０ Ｘ １ ５ ｈ ｎ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ｔ ｉ ｋ ｅ ｓ ｏ ｒ — ｏ ｙ ｉ ． ｍ ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｆｈ ｄ ａ ｌ ｐ ｏ ｓ ． ｍ ． ｍ． ｈ ｄ ｏ ｃ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｎｌ ｎ ｌ ｅ ｙ ｒ ｓ Ｇｅ ｔ ｉ ｃｉ ｄ；Ｂ ｏ ｅ ｙ ｎ ｒ ｋ ｎ；Ｔ ｉ ｒ — ｏ ｙ ｈ ｎ ｏ ｅ ｂ ｄ ；Ｍｉ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ；Ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｎｎ ｔｏ ａ ａ ｔ ｒｏ ｔ ｍｉａｉ ｏ
中图分类 号 ：Ｄ ５ ． １ Ｔ ８ ３ ２ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ４６ ８ （０ ０）５０ １ －３ １７ ．０ ２ ２ １ ０ －０ ５０
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缓倾斜薄矿体采矿方法创新设计与采动损伤过程模拟
缓倾斜薄矿体的开采技术受到地质条件的限制,发展较为缓慢,由于不能实现自溜,且通常认为机械化程度受到环境的限制,被认为是一种难采矿体。
针对这类矿山,国内外做过多项研究来解决效率低和出矿难题,也得到了不少研究成果,但未形成一套有效的开采模式,尚不成熟。
因此,加强缓倾斜薄矿体安全高效开采的研究对于提高我国薄矿体开采技术水平,建设资源节约型、环境友好型矿业具有十分重要的推动作用。
以华锡集团铜坑矿锌铜矿体为研究对象,以缓倾斜薄矿体安全高效开采技术研究为研究载体,以TRIZ理论为指导,综合运用理论分析、室内实验、数值模拟等方法,对缓倾斜薄矿体开采的安全性和高效性做了深入研究。
主要研究内容如下：(1)结合地质资料对矿体开采技术条件做了详细介绍说明,对前期工作做了总结,介绍了点载荷实验的相应过程和得到的相关数据,并对实验结果做了分析统计。
(2)介绍了TRIZ创新理论的创新路线,通过查询TRIZ理论矛盾矩阵,总结了在设计中存在的矛盾,根据创新原理得到解决问题的措施,并最终设计出适应缓倾斜薄矿体安全高效回采的可行性方案。
对创新方案从采准切割、凿岩爆破到顶板处理作了详细说明,对采场生产能力做了验算,结果表明此种方案完全能够达到设计年产100万吨的生产能力要求。
(3)利用岩石真实破裂过程分析软件(RFPA)对岩体开挖过程作了数值模拟研究,得到了四种不同工况下顶板岩层损伤和整体稳定性情况。
分析结论表明：单采场开挖时,在没有点柱的情况下,采场拉开30米即出现顶板失稳破坏现象,而在有规整点柱支撑
下,采场整体拉开50米时顶板只需局部锚杆或者喷浆支护即可保证
安全；整个矿块开挖时,在没有充填体支撑的情况下,两个采场拉开后即出现顶板冒落和点柱受压破坏现象,而当空区有充填体支撑的时候,顶板和点柱表现出比较好的稳定性。
(4)分析总结了开采过程中顶板下沉与冒落的可能因素,结合锌铜矿体开采时可能出现的问题,提出
了一些采矿过程中顶板控制手段和注意事项。
将铜坑矿废弃的块石胶结充填系统改进后重新投入使用,对胶结充填系统和块石运输系统做了详细介绍说明。
将块石和水泥砂浆通过天井同时下放,在坠落过程中和在料堆面上的滚动过程中,块石和水泥砂浆可以得到充分混合,
提高充填体的强度。