【技术介绍】
急倾斜薄脉群钨矿床经过几十年开采,多数地下矿山上部中段已经 形成了复杂空区群,随着开采向深部推进,受开采应力、矿脉密集、构 造发育等开采环境和地质条件影响,同时又在空区贯通的影响下,脉组 空区群稳定性进一步下降,造成空区规模进一步扩大而引发强烈的地压 活动,对深部矿体开采形成极大的安全隐患,开采难度逐步增加,极大 限制了深部资源的安全回收,由此造成资源回收率大幅降低。对于上部 赋存复杂空区群的薄脉组钨矿体开采,常规的采矿方法在安全或高效方 面存在着严重的缺陷,在国内外尚无现成的成套技术和经验可供借鉴的 情况下,必须引入新思维加以解决。
针对目前薄脉组钨矿体开采现状及主要技术难点,江西理工大学、 赣州有色冶金研究所等单位经过 8 年联合技术攻关,综合运用理论分析、 数值计算和现场试验等多种研究方法和手段,创造性地建立了复杂空区 群下薄脉组钨矿床灾害防控理论体系,研发了具有自主知识产权的成套 技术,在深部脉群矿床安全高效开采方面取得了重要突破。
【技术指标】
项目成果及关键技术体现在以下三个方面:
(1)复杂空区群下再造松散介质缓冲应力隔离层技术
从矿岩开挖能量释放的角度,沿矿体倾斜方向寻找开挖能量释放对 等均衡点,以开挖释放总能量最小的原则发现了沿矿体倾向的关键支撑 位置。并提出在该位置采用人工爆破方式形成散体缓冲层,形成沿矿体 倾向空区—散体—矿岩过渡分割。空区冒落引发的应力集中和空气冲击 波可被缓冲层中的散体孔隙分解和抵消。在很大程度上降低了复杂空区群下矿脉回采的风险。
(2)散体覆盖层下平行薄钨矿体集脉高效开采技术
该项技术主要针对传统的开采方法开采薄脉组钨矿床的技术缺陷, 利用人工造设形成散体覆盖层,独创了浅孔“门字型”切割立槽,研发了 分段中深孔凿岩,散体覆盖层下阶段侧向挤压崩矿技术及控制放矿技术, 使开采回采率提高到 95%以上,技术经济指标先进。
(3)空区群关键支撑结构失稳多源监测与耦合预警技术
该项技术主要针对复杂空区群内极易失稳垮塌的脉组间夹墙(夹壁 岩体),鉴于夹壁岩体长期处于空区中,通过对其失稳伴生信息的研究, 其失稳前位移显著且伴随剧烈的声信号,最终确定了位移和声发射双源 监测信息,研究得到加速变形不稳定模式才是该类空区夹壁岩体失稳的 前兆信息。该技术为平行薄脉群形成的复杂空区提供了失稳预警方法, 进一步保障了复杂空区群下薄脉组钨矿体开采的安全性。
【应用情况】
项目研究成果应用于江西钨业控股集团有限公司下属的江西下垄钨 业有限公司、江西铁山垅钨业有限公司和江西漂塘钨业有限公司三个矿 山企业,取得了显著的经济和社会效益。同时为类似矿山企业提供了技 术示范。