论文摘要
在我国金属矿床地下开采中,倾斜中厚矿体开采数目约占矿床开采总数的23%左右,其中有相当大的一部分为破碎难采矿体。这部分矿体崩落矿石移动空间条件差、对采准工程可靠性要求高,一旦采准工程遭到破坏,其负担的矿量将成为永久损失,即使采取补救措施使采场得到开采,也将面临矿石损失贫化大的难题。因此,破碎倾斜中厚矿体的开采问题,多年来一直是许多崩落法矿山急需解决的重大技术难题。中国有色建设集团于1998年从赞比亚联合铜矿有限公司（ZCCM）接手的谦比希铜矿,绝大部分矿体为典型的破碎倾斜中厚难采矿体。本文结合谦比希铜矿难采矿体条件,应用东北大学的“三律”适应性理论,从研究地压显现规律、岩体冒落规律和散体流动规律出发,系统地研究了应用无底柱分段崩落法开采的合理工艺技术,以使这类破碎倾斜中厚矿体得到高效安全开采。本文结合谦比希铜矿破碎倾斜中厚矿体的开采条件,围绕如下六方面内容展开研究工作。（1）通过对谦比希铜矿近矿岩体的结构面调查和点荷载试验、以及由此进行的各种类型岩体的稳定性分级,查明围岩的稳定性在稳定到极不稳定之间,其中矿体与近矿围岩中等稳定到极不稳定。通过分析矿岩可冒性得出,谦比希铜矿破碎倾斜中厚矿体,适合用巷道式作业的分段崩落法开采,并可依靠上盘围岩自然冒落形成分段崩落法的覆盖层。（2）实验得出谦比希铜矿的放出体下部较宽上部较窄,表明矿石散体的流动性差,因此,采用沿走向布置回采进路的无底柱分段崩落法开采时,为取得良好的回采指标,需要采用较大的崩岩高度,以充分回采下盘富矿带。（3）采用巷道变形监测方法,实测了采场回采过程中其下穿脉巷道的变形过程,同时结合现场调查的巷道垮冒现象,研究了谦比希铜矿矿体与近矿岩体的地压显现规律。研究得出,谦比希铜矿主采区的采动压力集中作用于层、节理发育的矿体与近矿围岩,有效卸压区用卸压角表示为90°-99°,在卸压区的上盘侧有一高应力区,范围约为6m。（4）根据采动压力分布及地压显现规律的统计分析结果,提出卸压与让压组合方案开采技术,使倾角38°-50°之间的破碎中厚矿体得到了有效开采。（5）根据散体流动规律分析了谦比希铜矿矿石损失贫化大的原因,并从改进废石漏斗的形成过程入手,提出了分段崩落法导流放矿技术,试验表明,该技术可有效改善放矿条件,显著降低了矿石的损失贫化。（6）对倾角23°～38°的不稳难采矿体,运用放矿理论的放矿口分流效应,增大分段出矿时采场内的散体移动带宽度,由此提出了双进路分流出矿崩落法开采技术。实验室模拟实验与现场工业试验表明,双进路分流出矿技术可明显改善矿石回采指标。理论研究与在谦比希铜矿的生产实践表明,本文提出的导流放矿技术、卸压与让压组合方案开采技术与双进路分流出矿技术,使无底柱分段崩落法的开采工艺技术得到长足改进,从而进一步拓宽了应用范围,可用于破碎倾斜中厚难采矿体,实现安全高效的开采目标。
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