安太堡矿露井联采边帮参数与工作线长度优化

论文摘要

露天煤矿生产面对的是地下赋存的矿产资源,因矿床的不可见性和相异性,导致露天矿的生产和计划缺乏统一有效的科学方法,虽然经过几十年的发展,在应用基础科学和技术的基础上形成了一些比较有效的手段和方法,但是在矿床的估算和预测方面,境界确定方面以及开采的技术经济评价方面仍然不能令人满意。安太堡露天矿是我国特大型露天煤矿年产原煤2200万t,年采剥总量13000万m~3,属于复合多煤层开采,开采深度200m,三层煤总厚度26m,年生产成本25亿元。多年来,矿山在开采程序和生产计划方面积累了许多经验,但是依然存在以下亟待解决的问题:没有完整的地质数据管理系统,没有利用地质数据资源形成有效的矿床模型;在南帮边帮下进行放顶煤开采的安家岭二号井大规模开采后,边帮的稳定性和境界设计存在的隐患没有进行评价和采取相应的对策;转向及扩能需要的合理工作线没有确定的依据。本论文充分利用现有的地质勘探成果,建立了地质和煤质资源数据库,不仅包含地质钻孔和测井采集的数据,还包括了煤质化验数据,同时对根据洗选浮沉实验数据回归出的洗选加工回收率、商品煤煤质预测关系也整合到数据库中。形成了矿床的表面模型、实体模型和块段模型。根据地质模型对开采区域内的储量、煤质进行了综合评价,为矿山制定合理优化的生产规划,包括转向开采的条区划分方案,开采顺序,煤质搭配等提供了依据和基础条件。2号井工矿综采放顶煤工作面伸到了露天矿边帮内部,对安太堡露天煤矿产生了较大的影响,本论文采用相似模拟和数值计算两种方法并结合现场监测数据,对边帮下井工放顶煤开采对边帮的影响进行了预测,提出了露井联采边帮境界设计参数的调整优化方法。根据产量规模、年推进度以及综合剥采比、运距等因素得出产量为25Mt时的优化的工作线长度1800米,安太堡矿生产计划决策提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 文献综述
• 2.1 露天矿地质模型
• 2.2 露天矿山生产优化
• 2.3 露井联采相互影响研究
• 3 矿床建模及煤层属性分析
• 3.1 矿床建模原理与方法
• 3.2 安太堡露天矿矿床模型构建
• 3.2.1 原始地质数据
• 3.2.2 地质数据库构建
• 3.2.3 煤层模型构建
• 3.3 煤层属性分析
• 3.3.1 煤层赋存状态
• 3.3.2 煤质属性分析
• 3.3.3 煤层开采条件分析
• 4 露井联采边帮参数优化
• 4.1 井工开采对南帮影响的相似模拟试验
• 4.1.1 相似模拟试验设计
• 4.1.2 试验过程
• 4.1.3 地表沉降特征分析
• 4.1.4 南帮破坏特征及破坏模式分析
• 4.1.5 南帮边坡参数优化分析
• 4.2 井工开采对南帮影响的数值模拟分析
• 4.2.1 计算模型及参数选取
• 4.2.2 模拟开挖方案及计算过程
• 4.2.3 边坡施加载荷工况
• 4.2.4 力学状态分析
• 4.2.5 破坏状态分析
• 4.2.6 位移速度状态分析
• 4.2.7 边帮设计参数研究
• 4.3 南帮参数优化结果
• 5 采区工作线长度优化
• 5.1 工作线长度的理论分析
• 5.1.1 经济合理工作线长度
• 5.1.2 技术可行工作线长度
• 5.2 工作线长度方案设置
• 5.3 工作线长度对运距的影响
• 5.4 北帮地表冲沟对工作线长度的影响
• 6 结论
• 6.1 研究成果
• 6.2 主要创新
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢