弓长岭铁矿东南区多空区矿体高效开采技术研究

论文摘要

弓长岭铁矿为沉积变质矿床,东南区位于19～30剖面线之间,矿体赋存在鞍山群茨沟组内,分上下两个含铁矿带。上含铁带21线+70m-25剖面线之间矿体,由中茨露天矿开采,现已采到+320m～+380m水平。上含铁带19～25剖面线之间+247m水平以上的矿体,由于多年来受民采的严重破坏,在不同水平形成了许多相互重叠交错、大小不等、形状各异的采空区,这些采空区破坏了矿体的连续性、完整性和稳固性,严重影响着上含铁带露天开采的安全,而且随着露采台阶的下降,采矿生产受空区威胁越来越大。因此,矿山急需研发适合多空区矿体条件的安全、高效的采矿方法。本文在深入现场调查、进行岩体结构面调查与矿岩点荷载强度测定、进而对岩体稳定性进行分级的基础上,针对矿床条件,分析了采空区的危害形式与岩体的可冒性,估算了采空区的临界冒落面积。按“三律”（散体移动规律、岩体冒落规律、地压活动规律）适应性原理,提出在空区之下实体矿体中开掘诱导冒落工程,诱导上部多空区矿体自然冒落,从地表用露天铲装设备运出冒落散体矿石的“落采”方案,并对诱导冒落方法、露天井下协调开采关系与安全防护措施,进行了系统研究。分析表明,落采方案不仅改善了多空区矿体的安全生产条件,而且便于集约开采,与目前采用的边探空区边回采的露采方法相比,可大幅度提高开采效率,并可大幅度降低空区探测与松动爆破费用,预计可提高生产能力30%以上,可使生产成本降低20%以上。由于可取的良好的技术经济效果,落采方法已被矿山采纳,目前正在积极准备实施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容和方法
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 主要研究方法
• 第2章 矿山地质条件与生产现状
• 2.1 矿区自然地理条件
• 2.1.1 矿区交通位置
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 气象条件
• 2.2 矿区地质特征
• 2.2.1 地层
• 2.2.2 构造
• 2.2.3 火成岩、混合岩及蚀变岩
• 2.3 矿床地质特征
• 2.4 矿石质量特征
• 2.4.1 矿石的物质成分及其特征
• 2.4.2 矿石化学成分
• 2.4.3 矿石的结构与构造
• 2.4.4 矿石类型
• 2.5 矿岩物理力学性质
• 2.6 矿床开采技术条件
• 2.6.1 矿体及其上、下盘岩石的稳定性
• 2.6.2 构造对矿床开采的影响
• 2.7 矿区水文地质条件
• 2.7.1 主要含水层及特征
• 2.7.2 地下水的补给、径流、排泄条件
• 2.8 地质储量
• 2.9 东南区开采现状及存在问题
• 2.9.1 上含铁带
• 2.9.2 下含铁带
• 第3章 空区现状调查及危害分析
• 3.1 采空区现状调查及图像处理
• 3.2 采空区的冒落危害分析
• 3.2.1 空区冒落冲击气流危害
• 3.2.2 空区陷落危害及防治措施
• 3.2.3 落块、滚石危害分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 东南区岩体稳定性分析
• 4.1 结构面调查及数据整理
• 4.1.1 结构面调查的方法
• 4.1.2 调查结果整理
• 4.2 矿岩点载荷强度测定
• 4.2.1 试验步骤与要求
• 4.2.2 测定数据与数据处理
• 4.3 岩体基本质量指标计算与稳定性分级
• 4.3.1 岩石抗拉强度与抗压强度
• 4.3.2 岩体完整性系数Kv
• 4.3.3 岩体基本质量指标Q
• 4.4 本章小结
• 第5章 高效开采方案研究
• 5.1 采矿方法的要求
• 5.2 岩体冒落规律研究
• 5.2.1 岩体失稳冒落规律研究
• 5.2.2 临界持续冒落面积估算
• 5.3 落采方案研究
• 5.3.1 落采方案基本原理
• 5.3.2 有效落矿高度计算
• 5.3.3 落采方案的技术特点
• 5.4 落采方案的实施
• 5.4.1 工程布置
• 5.4.2 开拓与采切工程
• 5.4.3 回采方法与安全技术措施
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢