三山岛金矿“三下”开采工艺优化与灾害防治

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.05.117

黄金科学技术 ›› 2020, Vol. 28 ›› Issue (5): 734-742.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2020.05.117

三山岛金矿“三下”开采工艺优化与灾害防治

王善飞¹(),王康¹,马凤山²(),卢蓉^2,³

^1.山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东莱州 261442
^2.中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院页岩气与地质工程重点实验室，北京 100029
^3.山东黄金集团深井开采实验室，山东济南 250101

收稿日期:2020-07-02 修回日期:2020-08-28 出版日期:2020-10-31 发布日期:2020-11-05
通讯作者: 马凤山 E-mail:wsf196606@163.com;fsma@mail.iggcas.ac.cn
作者简介:王善飞（1966-），男，山东章丘人，高级工程师，从事矿山地质与生产安全工作。wsf196606@163.com
基金资助:
国家自然科学基金重点项目“海底采矿对地质环境的胁迫影响与致灾机理”(41831293)

Optimization of Three-underground Mining Technology and Disaster Prevention in Sanshandao Gold Mine

Shanfei WANG¹(),Kang WANG¹,Fengshan MA²(),Rong LU^2,³

^1.Sanshandao Gold Mine，Shandong Gold Mining （Laizhou） Co. ，Ltd. ，Laizhou 261442，Shandong，China
^2.Key Laboratory of Shale Gas and Geoengineering，Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029，China
^3.Deep Mining Laboratory Subsidiary of Shandong Gold Mining Technology Co. ，Ltd. ，Jinan 250101，Shandong，China

Received:2020-07-02 Revised:2020-08-28 Online:2020-10-31 Published:2020-11-05
Contact: Fengshan MA E-mail:wsf196606@163.com;fsma@mail.iggcas.ac.cn

摘要/Abstract

摘要：

以“三下”开采矿山的工艺技术与灾害防控措施优化为目的，通过数值模拟的方法对三山岛金矿“三下”开采案例进行剖析，采用调查、模拟和监测等方法分析了“三下”矿山矿床的开采技术条件，结合充填法开采的相关参数分析“三下”开采对地表的影响。针对护顶矿柱与开采顺序进行分析，通过对比不同开采顺序方案的效果选取最优顺序方案。结果表明：房柱交替开采方法按隔二采一的开采方案进行开采对于矿山更为安全有效，房柱交替上升式充填采矿法使得矿石损失率由13%降为4%。结合分析结果，针对断层和地表水体等因素制定了严密的开采方案与防控措施，并对矿区地表进行沉降岩移监测，确保“三下”开采的安全和高效。

关键词: 三山岛金矿, “三下”开采, 开采条件, 技术方案, 安全措施

Abstract:

Sanshandao gold mine，belonging to Shandong gold mining （Laizhou） Co.，Ltd.，is located at Laizhou Bay of the northwest of Jiaodong Peninsula，Shandong Province.The surface of gold mine is covered by river，sea，roads and village，so Sanshandao gold mine is a typical three-underground mine.The purpose of this paper is to optimize the technology and control measures of the “three-underground” mining mine.Through analysis of “three-under” mining case of Sanshandao gold mine， the mining technical conditions was analyzed through investigation， simulation and monitoring methods， and the impact of “three under” mining on the surface was analyzed combined with the relevant parameters of the filling method.The main research objects are protected top pillar and mining sequence.The method of room and pillar alternately raised mining with backfill could reduce rate of ore loss.The rate of ore loss was reduced from 13% to 4%，which demonstrated the suitability of the method.Mining sequence is another object that influence mining safety and stability.Four mining plans were conducted by simulation models：Mining sequence of plan-1 was mining from one side to another；Mining sequence of plan-2 was mining from center to sides；Mining sequence of plan-3 was mining one every the other two panels；Mining sequence of plan-4 was mining from sides to center.Finally，the optimized mining sequence is plan-3.Fault was the major factor in mining safety，and F₃ fault in Sanshandao gold mine have leaded to several water inrush accidents，so roadway engineering should keep away from F₃ fault.But some roadways have to go through the F₃ fault in reality.The first measure was reinforced the fracture zones by advance grouting.And put some pipes into the fracture zones in order to improve the engineering geological condition.For surface water body，the patrol system and emergency plan were set for prevent intrusion.In Sanshandao gold mine，345 GPS monitoring points were set to monitor surface deformation.The cover range of monitoring was 8.5 km².The mining engineering influence was minimized to surface subsidence which showed the technology and measures were effective.In underground mining，IMS micro-seismic monitoring system was set in Sanshandao gold mine in 2012.A set of system of working in real time，dynamically，automatically was built for ground pressure monitoring.This system provided support for mining engineering safety and efficient.The mining engineering was also implemented based on principle of production-learning-research combination.Appropriate mining technical scheme and controlling measures are the guarantee of mining stability and sustainability.

Key words: Sanshandao gold mine, three-underground mining, mining conditions, technical scheme, safety measures

中图分类号:

TD853

王善飞, 王康, 马凤山, 卢蓉. 三山岛金矿“三下”开采工艺优化与灾害防治[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(5): 734-742.

Shanfei WANG, Kang WANG, Fengshan MA, Rong LU. Optimization of Three-underground Mining Technology and Disaster Prevention in Sanshandao Gold Mine[J]. Gold Science and Technology, 2020, 28(5): 734-742.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

表1

图5

参考文献 22

1	连达军，汪云甲.“三下”开采综合评价体系研究［J］.中国矿业大学学报，2005，34（1）： 97-101.
	Lian Dajun，Wang Yunjia.Comprehensive evaluation system of coal mining［J］.Journal of China University of Min-ing and Technology，2005，34（1）：97-101.
2	刘秀锋.煤矿三下开采煤柱留设研究与应用［J］.能源与节能，2015（12）：164-166.
	Liu Xiufeng.Research and application of coal pillar setting in three-underground mining in coal mine［J］.Energy and Conservation，2015（12）：164-166.
3	程立年，李晓刚，叶振华，等.某金矿“三下”开采移动带内地表稳定性分析［J］.金属矿山，2019，48（3）：56-61.
	Cheng Linian，Li Xiaogang，Ye Zhenhua，et al.Surface stability analysis of “three under” mining within subsidence basin in a gold mine［J］.Metal Mine，2019，48（3）：56-61.
4	席燕敏，李洁慧，李敏.金属矿山河流下矿体安全开采技术研究［J］.湖南有色金属，2018，34（1）：5-7，11.
	Xi Yanmin，Li Jiehui，Li Min.Study on safety mining technology of orebody under river for metal mine［J］.Hunan Nonferrous Metals，2018，34（1）：5-7，11.
5	陈于恒，孙建明，章毛平.“三下”采煤优化决策系统的探讨［J］.技术经济，1991（12）：56-57.
	Chen Yuheng，Sun Jianming，Zhang Maoping.The discuss of the optimizing decision system of three-underground mining［J］.Technology Economics，1991（12）：56-57.
6	蔡宝金.浅谈“三下”采煤技术［J］.煤炭技术，2003，22（6）：45-47.
	Cai Baojin.Talking about “under three” coal mining technology［J］.Coal Technology，2003，22（6）：45-47.
7	姚金蕊，李夕兵，周子龙.“三下”矿体开采研究［J］.地下空间与工程学报，2005，1（7）：1073-1075.
	Yao Jinrui，Li Xibing，Zhou Zilong.Study of the excavation for the under-three-objects ore body［J］.Chinese Journal of Underground Space and Engineering，2005，1（7）：1073-1075.
8	彭康，李夕兵，彭述权，等.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析［J］.中南大学学报（自然科学版），2011，42（11）：3452-3458.
	Peng Kang，Li Xibing，Peng Shuquan，et al.Ore-rock stability of frame stope hierarchical level filling mining method in seabed mining［J］.Journal of Central South University （Science and Technology），2011，42（11）：3452-3458.
9	彭康，李夕兵，彭述权，等.海下点柱式开采的有限元动态模拟分析［J］.金属矿山，2009，39（10）：59-62.
	Peng Kang，Li Xibing，Peng Shuquan，et al.FE dynamic simulation analysis of in under-sea point pillar mining［J］.Metal Mine，2009，39（10）：59-62.
10	彭康，李夕兵，彭述权，等.基于响应面法的海下框架式采场结构优化选择［J］.中南大学学报（自然科学版），2011，42（8）：2417-2422.
	Peng Kang，Li Xibing，Peng Shuquan，et al.Optimization of frame stope structure parameters based on response surface method in under-sea mining［J］.Journal of Central South University （Science and Technology），2011，42（8）：2417-2422.
11	郭文兵，白二虎，杨达明.煤矿厚煤层高强度开采技术特征及指标研究［J］.煤炭学报，2018，43（8）：2117-2125.
	GuoWenbing，Bai Erhu，Yang Daming.Study on the technical characteristics and index of thick coal seam high-intensity mining in coal mine［J］.Journal of China Coal Society，2018，43（8）：2117-2125.
12	刘建兴，陈晃，王建法.金属矿山绿色开采综合评价方法及其应用研究［J］.有色金属（矿山部分），2018，70（1）：86-89.
	Liu Jianxing，Chen Huang，Wang Jianfa.Comprehensive evaluation method and application of green mining in metal mine［J］.Nonferrous Metals（Mine Section），2018，70（1）：86-89.
13	王建法.金属矿山绿色开采指标体系的构建与评价方法研究［D］.福州：福州大学，2017.
	Wang Jianfa.Research on Evaluation Index System Construction and Evaluation Method of the Green Mining of Metal Mines［D］.Fuzhou：Fuzhou University，2017.
14	郭文兵，王云广.基于绿色开采的高强度开采定义及其指标体系研究［J］.采矿与安全工程学报，2017，34（4）：616-623.
	Guo Wenbing，Wang Yunguang.The definition of high intensity mining based on green coal mining and its index system［J］.Journal of Mining and Safety Engineering，2017，34（4）：616-623.
15	赵威，李威，黄树魏，等.三山岛金矿智能绿色矿山建设实践［J］.黄金科学技术，2018，26（2）：219-227.
	Zhao Wei，Li Wei，Huang Shuwei，et al.Construction and practice of intelligent green mine for Sanshandao gold mine［J］.Gold Science and Technology，2018，26（2）：219-227.
16	Lin M C，Wang C C，Chen M S，et al.Using AHP and TOPSIS approaches in customer-driven product design roces［J］.Computers in Industry，2008，59（1）：17-31.
17	钱鸣高.绿色开采的概念与技术体系［J］.煤炭科技，2003（4）：1-3.
	Qian Minggao.Technological system and green mining concept［J］.Coal Science and Technology Magazine，2003（4）：1-3.
18	钱鸣高，缪协兴，许家林.资源与环境协调（绿色）开采及其技术体系［J］.采矿与安全工程学报，2006，23（1）：1-5.
	Qian Minggao，Miao Xiexing，Xu Jialin.Resources and environment harmonics（green）mining and its technological system［J］.Journal of Mining and Safety Engineering，2006，23（1）：1-5.
19	姚宝魁，刘竹华.矿山地下开采稳定性研究［M］.北京：中国科学技术出版社，1994.
	Yao Baokui，Liu Zhuhua.Study on Stability of Underground Mining［M］.Beijing：China Science and Technology Press，1994.
20	王运敏.现代采矿手册［M］.北京：冶金工业出版社，2012.
	Wang Yunmin.Modern Mining Manual ［M］.Beijing：Metallurgical Industry Press，2012.
21	赵洋，付其锐，邱云胜.三山岛金矿充填采矿工艺研究［J］.现代矿业，2012（2）：1-4.
	Zhao Yang，Fu Qirui，Qiu Yunsheng.Study on filling mining technology of Sanshandao gold deposit［J］.Modern Mining，2012（2）：1-4.
22	刘兴国，张志贵.无底柱分段崩落法不贫化放矿［J］.东北大学学报（自然科学版），1998，19（5）：448-451.
	Liu Xingguo，Zhang Zhigui.No-dilution drawing in sublevel caving［J］.Journal of Northeastern University（Natural Science），1998，19（5）：448-451.

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岩体类型	密度/（kg·m^-3）	弹性模量/GPa	黏聚力/ MPa	摩擦角/（°）	泊松比	膨胀角/（°）	抗拉强度/MPa	抗压强度/MPa
上盘	2 706	4.03	5.72	30.60	0.20	5	3.18	48.00
矿体	2 710	4.51	6.43	32.60	0.19	5	3.72	60.00
下盘	2 635	5.13	10.70	36.94	0.24	5	4.31	58.00
充填体	2 100	0.23	0.171	38.70	0.19	10	0.17	2.11

[1]	周晓萍, 宋明春, 刘向东, 闫春明, 胡兆君, 苏海岗, 胡秉谦, 周宜康. 胶东三山岛金矿床巨斑花岗岩的形成时代、成因及对金成矿的启示[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(5): 813-829.
[2]	张国栋, 刘佳, 马凤山, 李光, 郭捷. 三山岛金矿海底开采井下沉降特点及影响因素浅析[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(5): 785-793.
[3]	何玉龙, 刘佳, 马凤山, 李光, 郭捷. 三山岛金矿地面沉降特征及原因分析[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(4): 605-612.
[4]	钟伶志,毛先成,刘占坤,肖克炎,王春锬,陈武. 胶东三山岛金矿带构造几何特征控矿作用：来自数值模拟的启示[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(3): 352-365.
[5]	赵兴东,曾楠,陈玉民,魏慧,王成龙,侯成录,杜云龙,范纯超. 三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计[J]. 黄金科学技术, 2021, 29(2): 200-207.
[6]	戚伟,李威,李振阳,赵国彦. 基于CRITIC-CW法的地下矿岩体质量评价[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(2): 264-270.
[7]	陈玉民, 张华锋, 张聪颖, 胡换龙, 王昭坤, 曾庆栋, 范宏瑞. 黄铁矿标型特征对胶东三山岛金矿深部矿化的启示[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(5): 637-647.
[8]	曹家源,马凤山,郭捷,张国栋,李兆平. 海底倾斜矿体开采沉陷预测研究[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(4): 522-529.
[9]	李威,马凤山,卢湘鹏,曹家源,郭捷. 基于三维地震探测的海底矿区地质结构分析[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(4): 530-538.
[10]	段学良,马凤山,赵海军,郭捷,顾鸿宇,刘帅奇. 滨海矿山矿坑涌水源识别与混合比研究[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(3): 406-416.
[11]	刘国伟,马凤山,郭捷,杜云龙,侯成录,李威. 多元统计分析在滨海矿区水源识别中的应用——以三山岛金矿为例[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(2): 207-215.
[12]	马凤山，李克蓬，杜云龙,侯成录,李威,张国栋 . 三山岛金矿海底开采F1断裂防突结构可能的破坏形式分析 [J]. 黄金科学技术, 2017, 25(5): 47-56.
[13]	马凤山，郭捷，李克蓬，卢蓉，张洪训，李威. 三山岛海底金矿开采充填体与顶板岩层的变形监测研究[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 66-72.
[14]	李克蓬，马凤山，郭捷，卢蓉，张洪训，李威. 三山岛海底金矿开采充填体与围岩变形规律的数值模拟[J]. 黄金科学技术, 2016, 24(4): 73-80.
[15]	吴若菡，贾万玉，刘国栋. 三山岛金矿溜矿系统防尘措施探讨[J]. 黄金科学技术, 2015, 23(3): 73-76.

三山岛金矿“三下”开采工艺优化与灾害防治

Optimization of Three-underground Mining Technology and Disaster Prevention in Sanshandao Gold Mine

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