营房银铅锌矿崩落法转充填法关键技术研究
发布时间：2017-08-28 11:34
本文关键词：营房银铅锌矿崩落法转充填法关键技术研究
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【摘要】：营房银铅锌矿矿体赋存于F1构造破碎带内,矿体和围岩破碎、稳固性差,工程地质条件复杂。矿山目期采用无底柱分段崩落法开采,不仅损失贫化率高,而且地表已出现塌陷坑等诸多技术和安全问题,这严重影响矿山的经济效益和制约矿山的发展。经过初步研究分析,拟对矿山转为充填法开采。在采矿方法转变期间,需要在崩落法与充填法开采区之间留设隔离层。因此,为了实现采矿方法转变的顺利过渡,确保生产安全,需要对采矿方法和隔离层的稳定性开展具体深入的研究,主要研究内容如下:(1)在深入研究之前,对矿山的工程地质、水文地质、矿体特征等开采技术条件展开了调查。了解矿山开采现状,分析矿山存在的技术难题,并以此为基础和依据,开展后续的研究。(2)针对矿山矿体和围岩破碎、稳固性差等开采技术条件,初选出四种技术可行的采矿方法。从技术经济和优缺点方面,采用AHP-Fuzzy综合评价方进行了优选,最终确定了适合矿山的采矿方法为上向进路胶结充填法。(3)利用数值模拟方法对进路宽度和高度进行优化,模拟计算16种不同的进路结构参数方案。分析各方案进路回采后矿体、围岩的应力、位移和塑性区的变化情况,确定进路最优的结构参数为:进路宽度4m,进路高度5m。(4)根据矿山开采现状,确定隔离层合理位置,通过6种理论方法计算出隔离层厚度,采用极限平衡法分别计算不同隔离层厚度的安全系数。建立安全系数与隔离层厚度的关系式,进而确定安全系数为1.5时,隔离层的厚度为10m。(5)针对矿山崩落法转充填法过渡期开采时隔离层的稳定性问题,利用Midas/GTS建立矿山三维数值模型,并采用FLAC3D对过渡期充填法开采过程进行模拟计算。结果表明:前期崩落法开采对开采区初始应力产生了较大的扰动,地表出现明显的塌陷区,给过渡期开采增加了难度。随着开采的进行,隔离层的变形和拉应力都逐渐增大;隔离层产生了拉伸破坏,出现了少量塑性贯通区。过渡期开采结束后,开采区应力出现新的平衡状态,隔离层最终的变形较小,能保持整体的稳定性。为了避免隔离层局部出现失稳冒落,回采时应采取一些支护措施。
【关键词】：崩落法转充填法 采矿方法选择 AHP-Fuzzy 结构参数 隔离层
【学位授予单位】：长沙矿山研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD853.34
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 绪论11-16
- 1.1 研究背景及意义11-13
- 1.1.1 研究背景11-12
- 1.1.2 研究意义12-13
- 1.2 国内外研究现状与进展13-14
- 1.2.1 崩落法转充填法应用现状13
- 1.2.2 隔离层稳定性研究现状13-14
- 1.3 研究内容及技术路线14-16
- 1.3.1 主要研究内容14-15
- 1.3.2 研究技术路线15-16
- 第二章 矿山地质概况及开采现状16-26
- 2.1 矿区地质特征16-17
- 2.1.1 地层和构造16
- 2.1.2 岩浆岩16-17
- 2.1.3 围岩蚀变17
- 2.2 矿床地质特征17-18
- 2.2.1 银铅锌矿体17-18
- 2.2.2 围岩与夹石18
- 2.3 开采技术条件18-23
- 2.3.1 工程地质条件18-21
- 2.3.2 水文地质条件21-22
- 2.3.3 环境地质条件22-23
- 2.3.4 开采技术条件分析23
- 2.4 开采现状23-25
- 2.5 本章小结25-26
- 第三章 崩落法转充填法采矿方法选择26-51
- 3.1 采矿方法选择原则26
- 3.2 采矿方法初选26-36
- 3.2.1 方案一：上向进路胶结充填法26-29
- 3.2.2 方案二：下向进路胶结充填法29-31
- 3.2.3 方案三：上向水平分层充填法31-34
- 3.2.4 方案四：上向分层点柱充填法34-36
- 3.3 初选采矿方法综合比较36-37
- 3.4 基于AHP-FUZZY综合评价的采矿方法优选37-43
- 3.4.1 建立阶梯层次结构评价模型37-38
- 3.4.2 层次分析法确定指标权重38-41
- 3.4.3 AHP-Fuzzy综合评价41-43
- 3.5 采矿方法优选43-50
- 3.5.1 综合评价指标体系43-44
- 3.5.2 确定指标权重44-47
- 3.5.3 综合评价47-50
- 3.6 本章小结50-51
- 第四章 进路结构参数优化与稳定性研究51-70
- 4.1 引言51-52
- 4.2 数值分析方法的选择52
- 4.3 基本假设52-53
- 4.4 岩体力学参数的选取53
- 4.5 数值模型53-56
- 4.5.1 数值模拟试验方案53-54
- 4.5.2 数值模型及边界条件54-55
- 4.5.3 破坏准则55-56
- 4.5.4 模拟方案56
- 4.6 模拟计算及结果分析56-68
- 4.6.1 第一步进路回采分析56-63
- 4.6.2 第二步进路回采分析63-68
- 4.6.3 综合分析68
- 4.7 本章小结68-70
- 第五章 崩落法转充填法隔离层安全厚度研究70-77
- 5.1 引言70
- 5.2 隔离层厚度研究方法70-76
- 5.2.1 理论计算方法70-74
- 5.2.2 极限平衡法求解安全系数74-76
- 5.3 本章小结76-77
- 第六章 崩落法转充填法过渡期隔离层稳定性研究77-88
- 6.1 引言77
- 6.2 研究方法77-80
- 6.2.1 数值模型78
- 6.2.2 模拟方法78-79
- 6.2.3 模拟步骤79-80
- 6.2.4 监测点布置80
- 6.3 结果分析80-87
- 6.3.1 应力分析80-83
- 6.3.2 位移分析83-86
- 6.3.3 塑性区分析86-87
- 6.4 本章小结87-88
- 第七章 全文总结与展望88-90
- 7.1 全文总结88-89
- 7.2 展望89-90
- 参考文献90-95
- 致谢95-96
- 攻读硕士期间发表的学术论文及成果96
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