板溪锑矿急倾斜极薄矿脉低贫损高效采矿技术研究

论文摘要

板溪锑矿原采用硐室取石充填采矿法回采矿石,采场生产能力小、采矿效率低、采矿贫化大、采矿成本高,且劳动强度大,需寻求适应板溪锑矿急倾斜极薄矿脉安全、高效、低成本、低贫损开采的新方法、新技术。论文针对板溪锑矿矿床地质和开采技术条件,结合“因矿生法、因矿创法”理念,运用理论分析、数值计算、现场工业试验等方法和手段,提出板溪锑矿急倾斜极薄矿脉低贫损高效采矿技术。(1)提出“上向倾斜分层似自流废石充填采矿法”、“横撑支柱电耙留矿采矿法”和“削壁充填采矿法”等方案,通过比较各方案工艺技术、经济效益等指标,结合模糊数学理论综合评判后,确定“上向倾斜分层似自流废石充填采矿法”为最优采矿方法。(2)结合板溪锑矿实际,在“上向倾斜分层似自流废石充填采矿法”的基础上,提出“分别回采法”和“替代法”相结合的急倾斜极薄矿脉开采技术,主要包括以下几点:矿岩分采,减少矿石贫化和损失;构筑人工假底,减少底柱矿石损失;钢溜井代替片石混凝土溜井,减少矿石贫化。(3)以薄板结构的人工假底力学模型为基础,运用古典杨森散体压力拓展模型求解理论均布压力,推导了均布载荷作用下人工假底的挠曲变形方程,并对人工假底的内力进行分析评价。利用假底模型计算混凝土人工假底设计强度等,并应用于现场试验,结果表明该模型在评价及预测人工假底稳定性方面有较强的实用性。运用FLAC3D软件模拟废石充填作用下人工假底及围岩的应力场和变形场。通过布置监测点绘制应力位移曲线,分析回采及充填过程中人工假底的稳定性。结果表明,人工假底对控制废石充填体下沉发挥了很好的作用。(4)选择板溪矿区1613和1615采场进行采矿方法工业试验,系统地阐述了板溪锑矿采用上向倾斜分层似自流废石充填采矿方法进行采矿试验研究的全过程,对试验采场的采准切割工程、回采工艺及废石充填工艺等都进行了较深入的研究,试验取得了良好的技术经济效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 急倾斜极薄矿脉采矿方法的研究现状
• 1.2.2 人工假底的研究现状
• 1.3 主要研究内容和技术路线
• 第二章 矿床开采现状
• 2.1 矿山背景
• 2.2 地质概况
• 2.2.1 矿床工程地质概况
• 2.2.2 矿床水文地质概况
• 2.3 矿山生产现状
• 2.3.1 开拓系统
• 2.3.2 现采用的采矿方法
• 2.3.3 矿山主要技术经济指标
• 2.4 小结
• 第三章 采矿方法研究
• 3.1 现有采矿方法及其存在的问题
• 3.2 采矿方法方案拟定
• 3.2.1 硐室取石充填采矿法
• 3.2.2 上向倾斜分层似自流废石充填采矿法
• 3.2.3 横撑支柱电耙留矿采矿法
• 3.2.4 削壁充填采矿法
• 3.3 选择采矿方法的基本原则
• 3.4 采矿方案技术比较
• 3.5 采矿方案综合经济比较
• 3.6 采矿方案模糊综合评判
• 3.7 最佳采矿方法方案确定
• 3.8 “分别回采法”和“替代法”相结合的急倾斜极薄矿脉回采技术
• 3.8.1 分别回采法
• 3.8.2 混凝土假底（顶）替代顶底矿柱
• 3.8.3 钢溜井替代片石混凝土溜井
• 3.9 小结
• 第四章 人工假底力学分析及数值模拟
• 4.1 人工假底力学模型的建立
• 4.2 古典杨森散体压力拓展模型
• 4.3 均布载荷作用下板（假底）的挠曲变形
• 4.3.1 板的挠曲微分方程
• 4.3.2 板条（人工假底）的挠曲方程
• 4.4 假底的内力分析
• 4.4.1 假底弯矩分析
• 4.4.2 假底剪力分析
• 4.5 工程实践计算
• 4.6 数值模拟的实现
• 4.6.1 模型的构建
• 4.6.2 岩石力学参数
• 4.6.3 模拟过程
• 4.7 人工假底力学场及位移特征
• 4.7.1 应力分布情况
• 4.7.2 位移变化规律
• 4.7.3 监测点应力位移曲线
• 4.8 小结
• 第五章 采矿方法的试验研究
• 5.1 试验采场选择
• 5.2 试验矿块布置和结构参数
• 5.3 采准切割工程
• 5.4 回采工艺
• 5.5 废石充填工艺
• 5.6 试验效果及分析
• 5.6.1 试验效果
• 5.6.2 试验效果分析
• 5.6.3 企业效益分析
• 5.7 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A:攻读硕士学位期间的成果