大断面进路下尾砂胶结充填体稳定性机理与试验研究

论文摘要

武山铜矿正在进行5000t/d的扩产技术改造,现有的采矿生产能力远不能满足设计生产能力的需要。为达到扩产后在分级尾砂胶结充填体下进行大断面安全开采,对尾砂胶结充填体的力学性质及采场结构参数进行了优化研究。通过对武山铜矿的胶结充填工艺的现场监测和实验室相似模拟,以及数值模拟分析,取消了铺设钢筋混凝土人工假底,降低了木材、钢材的消耗量,提高了工作效率,改进了原充填工艺、采矿结构,实现了分级尾砂胶结充填新工艺,减少了尾矿的排放量,保护了矿山环境。提出了充填体人工假顶作为承载层的稳定性计算、分析方法,并在理论和试验中得到验证,将回采断面从3×3m~2成功地扩大到4×5m~2,降低了生产成本,提高了采矿生产能力,从而为整个矿山大断面胶结充填采矿法的全面实施提供了技术保障,为确保武山铜矿5000t/d扩产的顺利实现奠定了试验基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外尾砂胶结充填采矿法的发展及研究
• 1.2 胶结充填技术研究与发展的基点
• 1.3 课题研究发展现状
• 1.4 课题由来及研究目的意义
• 1.5 研究的主要内容
• 1.6 研究的方法与技术路线
• 第二章 充填体力学参数试验
• 2.1 充填体力学参数测试
• 2.1.1 测试目的
• 2.1.2 测试方案及仪器
• 2.1.3 测试过程
• 2.1.4 测试结果
• 2.2 充填体声波测试
• 2.2.1 测试目的
• 2.2.2 测试方法及仪器
• 2.2.3 测试结果
• 2.2.4 结果分析
• 2.2.5 数学建模
• 2.3 相似模拟试块力学参数试验
• 2.3.1 试验目的
• 2.3.2 试验方案
• 2.3.3 试验结果
• 2.4 结论
• 第三章 5*3断面下向胶结充填法试验采场
• 3.1 试验的目的及意义
• 3.2 试验内容
• 3.2.1 试验总体思路
• 3.2.2 试验方案
• 3.2.3 试验仪器
• 3.3 试验过程
• 3.3.1 试验仪器安装
• 3.3.2 测点布置
• 3.3.3 监测制度
• 3.4 试验结果
• 3.4.1 试验数据记录
• 3.4.2 试验数据处理
• 3.4.3 试验结果分析
• 3.5 结论
• 第四章 下向胶结充填法数值模拟研究
• 4.1 模拟的目的及模型的建立
• 4.2 力学参数及初始条件
• 4.3 模拟结果分析
• 4.3.1 位移变形场分析
• 4.3.2 承载层应力分析
• 4.3.3 钢筋受力分析
• 4.3.4 钢筋合理配置分析
• 4.3.5 应力集中区域
• 4.4 结论
• 第五章 5*4断面采场结构参数优化
• 5.1 竖筋高度的确定
• 5.2 竖筋直径的确定
• 5.3 承载层高度及木支撑配置
• 5.4 结论
• 第六章 5*4断面相似材料模拟试验
• 6.1 相似模拟研究的目的和意义
• 6.2 相似材料模拟试验
• 6.2.1 模拟原型与模型
• 6.2.2 试验过程
• 6.2.3 试验方案
• 6.2.4 试验加载和测试系统
• 6.3 试验结果与分析
• 6.3.1 试验结果
• 6.3.2 数据处理及分析
• 6.4 结论
• 第七章 总结
• 7.1 主要完成内容
• 7.2 主要研究成果
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果