软弱破碎矿体化学注浆浅孔留矿法试验研究

采矿与安全工程学报 ›› 2015, Vol. 32 ›› Issue (1): 150-155.

软弱破碎矿体化学注浆浅孔留矿法试验研究

北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083

收稿日期:2013-06-18 出版日期:2015-01-15 发布日期:2015-03-09
作者简介:吴爱祥(1963—)，男，湖北省仙桃市人，博士，教授，博士生导师，从事矿山充填采矿方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目(50934002)；教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0950)；国家自然科学基金项目(51074013)；国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAB08B02)

Experimental research on chemical grouting short hole shrinkage for weak-broken orebody

Received:2013-06-18 Online:2015-01-15 Published:2015-03-09

摘要/Abstract

摘要： 汤丹铜矿矿体开采技术条件极为苛刻，矿体及围岩松散、破碎、含泥量高、自稳能力差，造成采矿过程中凿岩成孔率低、放矿困难、贫损高、生产能力差等诸多困难。通过对不同注浆的方法对比、理论计算、类比分析，确定采用裂隙化学注浆方案；通过化学浆液注入矿体及上盘部分围岩裂隙中，将松散的岩体黏结为一个整体，从而改善工程岩体的力学特性、完整性，提高炮孔成孔率及各项采矿指标；采用力学计算、室内实验及ANSYS与FLAC3D数值模拟，通过9种方案对比，得出顶柱15 m、矿柱16 m、矿房12 m为最佳设计方案。现场工业试验结果表明：裂隙高压化学注浆浅孔留矿法可以增强矿岩稳定性，提高采场安全系数，增加存窿矿石流动性，降低贫损指标，实现软弱破碎矿体的安全高效开采。

关键词: 软弱破碎, 化学注浆, 数值模拟, 安全高效开采, 工业试验

Abstract: The mining condition of deposit is extremely harsh in Tangdan Copper Mine, and the orebody and surrounding rock are loose, broken, unstable and have high mud content, so it causes a series of problems during mining such as difficulty of hole-forming and drawing, high dilution and loss rate and poor production capacity. Grouting technical scheme has been determined by the comparison of theoretical calculation and engineering analogy among different grouting schemes. The friable rocks will be bonded as a whole after the grout injected into orebody and part of hanging wall, and the mechanical property and integrity of the engineering rock mass, the hole-forming and mining index will all be improved. Through the comparison of 9 schemes based on mechanical calculation, lab experiments, and numerical simulation by using ANSYS and FLAC3D, the optimum design scheme in which the top pillars should be 15 m, the jams 16 m and the chamber 12 m has been concluded. The industrial experiment indicated that chemical grouting applied in short-hole shrinkage method can enhance ore's stability, improve the safety coefficient of stope, increase the fluidity of stored ores, decrease mining loss and dilution rate, which can realize the safety and efficiency mining of weak-broken ore.

Key words: weak-broken, chemical grouting, numerical simulation, safe and efficient mining, industrial experiment

吴爱祥，刘超，韩斌，黄明清，于少峰，王恒. 软弱破碎矿体化学注浆浅孔留矿法试验研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2015, 32(1): 150-155.

WU Aixiang，LIU Chao，HAN Bin，HUANG Mingqing，YU Shaofeng，WANG Heng. Experimental research on chemical grouting short hole shrinkage for weak-broken orebody[J]. Journal of Mining & Safety Engineering, 2015, 32(1): 150-155.

[1]	袁超，张建国，王卫军，吕有厂，郭建伟，曹其俭，李文超. 基于塑性区分布形态的软弱破碎巷道围岩控制原理研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 451-460.
[2]	潘卫东，姜鹏，许延春，李江华. 薄基岩近距离煤层开采“水-岩”致灾演变模型及规律研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(3): 543-552.
[3]	蒋威，鞠文君，汪占领，张镇. 厚硬基本顶综放沿空巷道受载变形机制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(2): 319-326.
[4]	谭云亮，范德源，刘学生，李先锋，马庆，王洪磊，范文昌. 煤矿超大断面硐室判别方法及其工程特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 23-31.
[5]	郭广礼，郭凯凯，张国建，李怀展，胡绍豪. 深部带状充填开采复合承载体变形特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 101-109.
[6]	张悦刊，曹井振，刘培坤，李晓宇，杨兴华，王辉. 具有W型反射盘的新型干扰床分级机性能分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(1): 207-214.
[7]	吕可，王金安，李鹏波. 冲击地压巷道周边动力放大效应及支护参数调控策略[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1168-1177.
[8]	宋卫华，邸春雷，闫万俊，邓兆睿. 大断面矩形巷道过陷落柱构造带支护技术[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1178-1185.
[9]	曹帅，薛改利，宋卫东,. 组合胶结充填体力学特性试验与应用研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(3): 601-608.
[10]	汪伟，罗周全，秦亚光，向军. 深孔落矿破顶层厚度综合确定方法及应用[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(1): 65-71.
[11]	郭玉，郑西贵，郭罡业，赵启峰，周伟，安铁梁. 近距离跨采软岩巷道围岩变形破坏控制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(6): 1142-1149.
[12]	刘志刚，曹安业，井广成. 煤体卸压爆破参数正交试验优化设计研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 931-939.
[13]	王志强，王朋飞，仲启尧，赵景礼. 极近距煤层(群)间夹矸层处理与利用[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 960-969.
[14]	朱立凯，杨天鸿，徐涛，赵国会，谢正红. 煤与瓦斯突出过程中地应力、瓦斯压力作用机理探讨[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 1038-1044.
[15]	程详，赵光明，李英明，孟祥瑞，董春亮，许文松. 软岩保护层开采卸压增透效应及瓦斯抽采技术研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(5): 1045-1053.