巷道支护

• 巷道支护定量化设计研究及工程应用

  熊赞民;郗鹏程;孙学森;李文;吕忠宇;

  巷道支护是地下工程中的关键部分，对工程建设的顺利实施起到重要作用。传统的巷道支护设计通常采用经验方法，定量化的支护设计在工程中应用较少。提出了巷道支护定量化设计工作流程，结合地质力学、分级评价、数值模拟等手段，用数据和模型计算指导设计。利用岩体质量评价-岩体力学参数-巷道支护设计初选-巷道支护设计数值模拟多步骤分析验证使巷道支护设计精确化；探明了巷道岩体与开挖环境相互作用过程中的变形和力学特性，揭示了巷道围岩体变形力学机理；从定量化设计的各个环节出发，形成了巷道支护整套设计方法，在某工程进行应用。根据BQ质量分级，岩体为Ⅳ级，确定了岩体力学参数；由Q系统、国标系统比选支护参数；用FLAC~(3D)软件进行支护模拟验证。三种支护方案对比结果表明，方案二采用直径22 mm钢筋锚杆组成锚喷支护体系，顶板最大位移3.5 cm，锚杆延伸率1.25%，相对收敛值0.7%，满足设计要求，相比原设计方案，节省了支护工程量。研究成果为巷道支护设计提出了新的思路和方法。

  2026年01期 v.55;No.360 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
  

• 厚煤层充填工作面沿空留巷巷道稳定性研究

  米富强;杨恒;周茂营;

  为解决厚煤层开采过程中巷道围岩控制问题，以31322充填工作面为工程背景提出了厚煤层充填工作面沿空留巷开采技术，采用数值模拟与现场监测相结合的方法，系统分析了工作面在推采过程中巷道围岩稳定性。结果表明：充填体注入采空区后与顶板形成整体结构，可有效承担上覆岩层应力、控制顶板下沉；巷道围岩变形在工作面推采过程中分为缓慢增长、急剧增长和趋于平稳三个区段；巷道围岩变形稳定后顶板下沉量为83 mm，两帮收敛量为109 mm，围岩变形量处于可控范围内，可满足巷道后续使用需求，为类似条件下厚煤层安全开采提供了实践参考。

  2026年01期 v.55;No.360 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1188K]
  

• 金属地下矿山顶板分级下巷道差异化支护技术研究

  朱佳汉;鲍江荣;徐志国;赵鹏翔;周勇胜;王琨;董星亮;

  针对金属地下矿山顶板稳定性控制问题，以安徽某铜矿为背景，应用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级顶板分级指标体系，针对不同等级顶板，采用无支护、锚网喷和锚网架喷的差异化支护方案。通过FLAC~(3D)数值模拟系统分析了不同支护条件下巷道围岩的塑性区分布、位移场及应力状态。研究结果表明，随顶板等级降低，塑性区深度及表面位移显著增大，不同部位位移量表现为拱顶>底板>巷帮>拱脚。垂直应力在无支护巷道两帮形成对称的、从拱顶延伸至底角的“月牙状”应力集中区，而差异化支护可有效控制围岩变形量降低80%左右，降低应力集中24%左右。并在-658m中段沿脉巷道和回风巷道进行现场工业试验，验证了差异化支护方案对巷道的良好应用效果，保障了金属矿山巷道围岩稳定性和掘进安全。

  2026年01期 v.55;No.360 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
  

• 沿空掘巷过程中巷道补强支护技术研究

  王成彬;

  为有效解决工作面开采过程中沿空掘巷出现的非对称应力集中及巷道变形返修问题，本文以某煤矿的110123工作面作为研究背景，针对沿空掘巷过程中巷道围岩非对称应力分布特征，提出针对性补强支护方案。利用FLAC3D数值模拟技术，得到了原有支护与补强支护的塑形区、水平及垂直位移的变化情况，并在现场利用十字测量法测验证了补强支护方案对巷道围岩的控制效果。结果表明：顶板采用6 m长锚索+4 m短锚索+锚网组合、沿空煤柱帮采用6 m长锚索+3 m锚杆+锚网组合、实体帮采用4 m长锚索+锚网组合补强支护方案能够有效控制巷道变形，减小巷道破坏。试验结果表明使用补强支护后煤柱侧变形较原支护减小57.14%，同时使用现场发现监测顶底板最大下沉量82 mm、两帮最大移近量144 mm，能够满足矿山生产安全需求。该研究将为相似地质条件下小煤柱沿空掘巷的支护设计提供了有效借鉴与科学指导。

  2026年01期 v.55;No.360 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K]
  

露天开采

• 基于ANSYS/LS-DYNA的露天边坡挂帮地下开采爆破参数研究

  张忠政;王峰;洪大华;王宇驰;郭一辛;

  在露天矿开采深度不断加大且露天地下联合开采模式普及的背景下，针对于露天边坡稳定性核心问题，其“上覆边坡-下部空区”联动结构使岩体应力场多向重分布，地下开采引发的顶板冒落、围岩变形及爆破振动等通过岩层传递至边坡，加剧岩体损伤三维扩展，可能诱发滑坡、岩爆等灾害，威胁人员安全与设备运行。以弓长岭铁矿为例，矿区出露地层主要为鞍山群变质岩系，地质构造复杂，存在多种岩性且物理力学性质差异显著，同时地应力以构造应力为主，对露天边坡挂帮矿地下开采带来挑战。经过对该矿进行现场结构面调查、矿岩物理力学试验、地应力测量、岩体质量分级及爆破振动测试等工作后，发现矿区裂隙发育程度随深度增加减弱，分布具方向性，爆破振动速度受装药量和爆心距影响显著。基于现场试验得到爆破参数后，开展二步开采精细化爆破参数研究，利用ANSYS/LS-DYNA建立三维模型，进行数值模型构建，得到并且分析不同孔底距和排间距的爆破效果，对于爆破参数进行模拟优化，对于应对复杂地质条件、控制爆破振动危害、保障矿山安全高效开采具有重要意义。

  2026年01期 v.55;No.360 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1891K]
  

• 斑岩型铜矿露天境界敏感性分析

  左二宁;胡达涛;石伟伟;

  本文以海外典型斑岩型铜矿为研究对象，基于NPV境界优化软件，采用控制变量法构建了涵盖金属价格、边界品位、采剥成本、选矿成本及伴生金属利用的敏感性分析模型，量化了各因素在±50%波动下对境界净现值（NPV）和矿石量的影响。结果表明：金属价格是NPV最敏感因素（S_(AF)=2.9），其下跌对矿石量的影响显著大于上涨；边界品位提升将大幅减少矿石量，但对NPV影响较小；伴生金属的回收利用可使NPV与矿石量分别提升60.8%与43.0%；选矿成本敏感性高于采剥成本。研究揭示了斑岩型铜矿境界敏感性规律，为海外同类项目的投资决策提供了支撑。

  2026年01期 v.55;No.360 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
  

边坡稳定性

• 地下开采对边坡影响的数值模型构建及稳定性分析

  王宇驰;洪大华;王峰;张忠政;史宏洋;

  为揭示地下开采对露天边坡稳定性的作用机制并优化采矿关键参数，本文以弓长岭老岭边坡赤铁贫矿赋存区域为研究对象，开展三维数值模拟与参数优化研究。采用“AutoCAD-Rhino-FLAC3D”联合建模技术构建了复杂三维地质模型。通过FLAC3D开展多维度参数优化，筛选了最优开采顺序；继而分析了矿房结构参数对边坡稳定性的影响；最终针对最优矿房跨度，模拟了充填体强度为1～3 MPa的工况，探究安全与经济协同目标下的最优充填体强度。结果表明：（1）上向分层充填采矿法为最优开采顺序，其矿房塑性区呈局部化分布且面积较小，顶板无贯通破坏。（2）16 m为最优矿房跨度，该跨度下矿房最大位移、应力集中程度及塑性区范围均较小。（3）2.5 MPa为最优充填体强度，相较于1 MPa充填体，可有效改善围岩-充填体协同承载机制，抑制围岩变形与应力集中，避免塑性区贯通。研究结果为矿山安全高效开采设计提供理论与技术支撑。

  2026年01期 v.55;No.360 46-59+73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2365K]
  

• 银坑矿岩体质量评价及边坡稳定性分析

  王恒涛;邢介雷;丁鹏;

  为保障露天边坡的稳定性，银坑矿开展了工程地质调查、边坡工程地质勘察、矿岩物理取样与室内测试以及岩体质量评价等工作，得到松散岩组的RMR值为12，岩体质量为很差；完整性差较软-较坚硬岩组的RMR值为37，岩体质量为差；中等-较完整较坚硬岩组的RMR值为62，岩体质量为好；中等-较完整坚硬岩组的RMR值为62，岩体质量为好。在边坡分区的基础上，对边坡Ⅱ区破坏模式进行分析，得到此区域边坡发生平面滑动、倾倒破坏、楔形破坏的概率很低，运用极限平衡法进行边坡安全系数计算，得到不同荷载组合下边坡Ⅱ区的边坡是稳定的，并采用数值模拟方式对边坡应力、应变情况进行分析，为后续露天开采设计提供理论依据。

  2026年01期 v.55;No.360 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K]
  

安全开采

• 多角度协同分析优化分段空场嗣后充填体强度

  彭跃金;

  为解决分段空场嗣后充填采矿中充填体强度与安全性、经济性及充填料浆流动性的协同优化问题，以某铜矿为研究对象，通过多角度协同分析确定合理充填体强度。结果分析表明，当安全系数取1时，充填体最小强度为1.15～1.24 MPa；安全系数取2时，最小强度为2.23～2.31 MPa。同时将5种理论计算方法的结果划分为安全冗余区、均衡基准区、结构敏感区。基于能量分析与理论计算，初步选取0.80 MPa、1.60 MPa、2.40 MPa三种充填体强度方案。塌落度试验显示，随强度由0.80 MPa提高到2.40 MPa，料浆塌落度降低20.24%，但仍满足工业泵送要求；对应充填成本则线性上升86.27%。最后进行数值模拟验证结果表明，与0.80 MPa的充填体相比，1.60 MPa的充填体顶板最大竖向位移降低53.24%。继续提高至2.40 MPa时，位移再降69.91%，但成本提高48.34%。综合安全、流动性及经济性，推荐充填体最低强度为1.60 MPa，并在满足可行性与经济性的前提下适度上调。

  2026年01期 v.55;No.360 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K]
  

• 基于3DEC的无底柱分段崩落法开采地表沉降规律研究

  梁万;李昂;肖波;何卓挺;王平;

  本文以程潮铁矿Ⅴ号矿体开采为研究背景，通过3DEC离散元数值模拟软件数值模拟的方法，对无底柱分段崩落法开采地表沉降规律展开研究。该研究通过数值模拟分析了Ⅴ号矿体五个分段逐步回采矿体围岩垂直应力变化情况和上覆围岩垂直位移变化过程，得出无底柱分段崩落法开采地表沉降规律。数值模拟过程中发现，在任意分段回采过程中，上覆围岩同地表之间的距离，与围岩垂直应力的变化大小之间呈现出非线性正相关关系，距离地表越远的围岩垂直应力越大，距离地表越近的围岩垂直应力越小。同时，在对五个分段回采后，上覆围岩的冒落高度最高达到42.5 m，距离地表距离较远。最后，所设置的9条深度不同的监测线，在相同分段的开采活动对不同监测线的沉降影响是不同的，离地表越近的监测线，其监测点沉降量越小，受影响越小。该研究结果可为无底柱分段崩落法开采地表沉降规律研究提供一定指导，并为相关工程实践提供参考。

  2026年01期 v.55;No.360 74-79+91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
  

• 矿井构造带水害综合防治技术研究

  郗宝华;

  山西某矿13106工作面区域构造比较多，由此引发的水害危险性大。为控制工作面开采过程水害问题，对区域水文地质条件进行综合分析，确定构造类型。采用瞬变电磁法对工作面顶板区域进行物探，确定主要水害致灾因素为陷落柱构造。开展千米定向钻钻探施工，通过钻孔涌水量分析可知，区域整体积水比较小；数值模拟分析陷落柱影响范围为40～50 m，边界最大影响范围为16 m，制定短孔排水措施必须穿过整个构造。研究成果和研究方法对于其他矿井水害治理具有一定指导意义。

  2026年01期 v.55;No.360 80-85+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1340K]
  

选矿工艺

• 湖北某铜矿选厂铜精矿工艺矿物学特性研究

  许元凯;汤雁斌;孙小俊;秦代元;袁杰;

  湖北某铜矿是矽卡岩-斑岩型矿床，原矿含有铜、钼等多种金属元素，资源潜力较大，该矿选厂主要产品为单一铜精矿。本文主要以该铜精矿为研究对象，采用光学显微镜、X射线衍射分析和矿物单体解离度分析（MLA）等技术，系统研究了铜、钼矿物的工艺矿物学特性，旨在为铜钼分离分选提供理论依据。结果表明，铜精矿中含铜22.04%，含钼0.32%，二者主要以黄铜矿和辉钼矿等硫化物的形式存在，嵌布粒度均较微细，+0.019mm粒级累计分布率分别为77.48%和47.22%，单体解离度分别为79.54%和78.92%，未解离的铜矿物主要与石英、滑石、黄铁矿、碳酸盐矿物等脉石矿物嵌连；未解离的钼矿物主要与铜矿物和滑石嵌连，这势必影响铜钼分离效率。研究结果对稳定铜精矿品位、提升铜钼分离效率和提高钼精矿品位具有重要的指导意义。

  2026年01期 v.55;No.360 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1144K]
  

• 某铜矿尾矿处理系统中添加絮凝剂对选矿指标的影响试验研究

  冯斌;乔晓亮;

  为加速尾矿处理工艺中矿浆细小颗粒的团聚沉降，提高固液分离效率，缩短沉降时间，本文研究不同絮凝剂在不同添加量下对尾矿沉降效果的影响以及不同絮凝剂含量的回水对选矿指标的影响。研究结果表明：尾矿矿浆最佳浓度为10%；絮凝剂最佳添加量为10 g/t。

  2026年01期 v.55;No.360 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K]
  

绿色矿山

• 河南省绿色矿山建设现状及对策研究

  何世阳;高敬礼;

  为解决河南省当前在绿色矿山建设方面存在的突出问题，本文以河南省绿色矿山为研究对象，基于ArcGIS软件分别按矿山级别、分布区域、矿产种类、矿山规模、开采方式、矿山状态和采矿方法等类型进行可视化空间分布，利用资料收集和文献查找等方法分析其建设突出问题并给出针对性建议，以金堆城钼业汝阳有限责任公司东沟钼矿为例介绍破解突出问题的实施路径。结果表明，河南省绿色矿山分布类型主要为分散型；对存在绿色矿山内涵理解不到位、目标设定不科学、评价指标相对复杂、入选矿山水平参差不齐等问题，地方政府与矿山企业应开展认知引领与分层靶向培训，构建动态调整机制和内生动力培育体系，强化专业知识培训与部门协同监管，推进技术人才建设与三级责任制；东沟钼矿通过其实施路径取得了生态、社会和经济等方面诸多成效。通过该研究以期为管理部门探索完善管理制度、矿山企业开展绿色矿山建设提供参考。

  2026年01期 v.55;No.360 99-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K]
  
下载本期数据