鳌头铝土矿Ⅵ号矿体露采境界圈定与稳定性分析
发布时间：2020-09-17 19:27
矿山露天开采最终境界一般采用类比经验法进行确定,该法仅以经验作为参考,存在很大的盲目性,没有明确的科学依据。为了更加科学的确定鳌头铝土矿Ⅵ号矿体最终境界,使其能够经济又安全的生产开采,本文从矿山地质条件入手,对该矿体范围内的各地层进行了地质调查,通过室内实验的方法测得了Ⅵ号矿体各地层的平均抗拉、抗压强度,并对其进行了储量估算,为最终开采境界的确定提供了基础依据,借助3DMine和Design-expert软件优选出了最优最终边坡角和开采深度,最后通过FLAC3D数值对其进行验算。论文完成的工作及取得的主要结论如下:(1)调查了鳌头铝土矿Ⅵ号矿体的矿体赋存条件和水文、工程地质条件,确定Ⅵ号矿体形态呈似层状、透镜状,矿体沿走向长202m,沿倾向宽112m,矿厚0.90m～4.83m,平均2.53m。A/S2.6～3.0,平均2.9。矿体倾向北北西,倾角10°～20°。矿体埋深23.06m～59.46m,赋存标高+327.34m～+380.40m,矿区内富水性差,地下水补给条件差属干旱缺水区。(2)对矿区范围内各矿体进行了储量估算,现保有资源储量中,(111b)类10.18万吨,(122b)类40.77 万吨,(333)类 79.55 万吨。(3)借助3Dmine数值软件建立了Ⅵ号矿体的现阶段开采三维模型,按照经验公式计算得到该矿体的经济合理剥采比,借助Design-expert对不同开采深度和边坡角的情况进行响应分析,以安全系数和剥采比作为限制条件,得到最佳开采深度420米,最合理的最终境界边坡角为48°。(4)通过室内岩石力学实验得到了鳌头露天矿Ⅵ号矿体各地层的岩石力学参数,其中二叠下统山西组的平均抗压强度为4.05MPa、上石炭统太原组的平均抗压强度为4.83MPa、上石炭统太原组的平均抗压强度为5.54MPa、寒武系崮山组的平均抗压强度为4.17MPa;表土层的粘聚力内摩擦角分别为63.2KPa、18.5°,二叠下统山西组的粘聚力内摩擦角分别为263.1KPa、35.2°、上石炭统太原组的粘聚力内摩擦角分别为318.8KPa、38.5°、上石炭统太原组的粘聚力内摩擦角分别为289.5KPa、30.6°、寒武系崮山组的粘聚力内摩擦角分别为321KPa、38.7°。(5)联合SURPAC、ANSYS和FLAC3D对露天矿Ⅵ号矿体采场因开采对边坡造成的影响进行数值模拟分析,结果显示:X=150截面,Y方向最大应力为37.639KPa,位于边坡顶部,左边坡Y方向最大位移为0.46804mm,位于边坡顶部,右边坡Y方向最大位移为0.3977mm,位于边坡顶部。Y=100截面,X方向最大应力为50KPa,位于边坡顶部,左边坡X方向最大位移为0.32305mm,位于边坡顶部;右边坡X方向最大位移为0.2736mm,位于边坡顶部,无塑性区。总体而言边坡不存在具有危害性的安全隐患,最终露采境界边坡稳定,采用前面确定的最终露采境界可行。
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD854;TD862.5
【部分图文】：
矿区西７ｋｍ为焦枝铁路，矿区东２１ｋｍ为２０７国道。矿区范围内有简易公路向东通逡逑石道乡，石道乡至登封市１２ｋｍ，有公路相通。向西有柏油路通临汝镇，交通较为便利逡逑（详见交通位置
两种情况下的剥采比和稳定性系数，其中剥采比是通过３ＤＭｉｎｅ在不同开采深度和边坡逡逑角计算下的平均剥采比，稳定性系数是通过极限平衡法算出选定的最陡的勘探线剖面稳逡逑定性系数，选取的具体剥面边坡位置图如图４．１所示，最终得到如表４．１以及表４．２的试逡逑验结果：逡逑Ｉ逦２邋２邋ｓ邋４逦＇逡逑ｌ逦￡线线探逡逑勘逦线逡逑丨探逡逑线逡逑图４．１邋ＶＩ号矿体简易勘探线图逡逑表４．１不同开采深度和边坡角下的剥懫比逦单位：ｍ３／ｍ３逡逑开懫深度邋逦边坡角逦逡逑（ｍ）逦４６＾逦４Ｔ逦５０°逡逑４３０逦７．９４逦７．１５逦６．８３逡逑２７逡逑
１．０６逡逑根据上述结果，懫用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ计算不同边坡角、不同^u懫深度、不同剥懫比的逡逑响应面公式，把ＦＳ＝１．２和经济合理剥采比为８．４２作为限制条件，找到响应面，如图４．２逡逑为最优位置图。逡逑安全系数逡逑４８．４０逦Ｈ逡逑９５＊ｔａｗ？逡逑９５％ＣｌＨｉ｜ｈ逦Ｉ邋＾２）？４逡逑Ｈ邋９￥ＳＰＩＮｉｆｂ逦Ｉ邋７１０ＩＴ逡逑Ｈ邋ＳＥＭｒｖ逦ＯＯＯＭ４５；逡逑４６．００逦ＳＥＰｉｆ＾逡逑Ｉ逦Ｈ邋ＸＩ逦Ｉ逡逑１４５－２°逦？N襄义希矗矗矗板危慑义希矗玻福板危义希矗玻埃板义希矗保
本文编号：2821129
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD854;TD862.5
【部分图文】：
矿区西７ｋｍ为焦枝铁路，矿区东２１ｋｍ为２０７国道。矿区范围内有简易公路向东通逡逑石道乡，石道乡至登封市１２ｋｍ，有公路相通。向西有柏油路通临汝镇，交通较为便利逡逑（详见交通位置
两种情况下的剥采比和稳定性系数，其中剥采比是通过３ＤＭｉｎｅ在不同开采深度和边坡逡逑角计算下的平均剥采比，稳定性系数是通过极限平衡法算出选定的最陡的勘探线剖面稳逡逑定性系数，选取的具体剥面边坡位置图如图４．１所示，最终得到如表４．１以及表４．２的试逡逑验结果：逡逑Ｉ逦２邋２邋ｓ邋４逦＇逡逑ｌ逦￡线线探逡逑勘逦线逡逑丨探逡逑线逡逑图４．１邋ＶＩ号矿体简易勘探线图逡逑表４．１不同开采深度和边坡角下的剥懫比逦单位：ｍ３／ｍ３逡逑开懫深度邋逦边坡角逦逡逑（ｍ）逦４６＾逦４Ｔ逦５０°逡逑４３０逦７．９４逦７．１５逦６．８３逡逑２７逡逑
１．０６逡逑根据上述结果，懫用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ计算不同边坡角、不同^u懫深度、不同剥懫比的逡逑响应面公式，把ＦＳ＝１．２和经济合理剥采比为８．４２作为限制条件，找到响应面，如图４．２逡逑为最优位置图。逡逑安全系数逡逑４８．４０逦Ｈ逡逑９５＊ｔａｗ？逡逑９５％ＣｌＨｉ｜ｈ逦Ｉ邋＾２）？４逡逑Ｈ邋９￥ＳＰＩＮｉｆｂ逦Ｉ邋７１０ＩＴ逡逑Ｈ邋ＳＥＭｒｖ逦ＯＯＯＭ４５；逡逑４６．００逦ＳＥＰｉｆ＾逡逑Ｉ逦Ｈ邋ＸＩ逦Ｉ逡逑１４５－２°逦？N襄义希矗矗矗板危慑义希矗玻福板危义希矗玻埃板义希矗保
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