大冶铁矿无底柱分段崩落法采场结构参数优化的研究

论文摘要

本文从研究合理放矿截止品位入手,从理论分析、数值模拟和物理模拟试验三个方面对无底柱分段崩落法采场结构参数优化问题展开了研究。在理论分析方面,作者根据椭球体放矿理论及合理确定截止品位的相关理论分析了极限放矿截止品位、组合放矿截止品位、无贫化放矿截止品位的相互关系,以及与采场结构参数的关系、对矿山生产效益所产生的影响。确定大冶铁矿井下车间无底柱分段崩落法采场采用多分段组合放矿方法,即在上几个分段采用无贫化截止品位放矿,在最下一个分段采用极限截止品位放矿。在数值模拟方面,采用数值软件PFC进行了放矿过程不同阶段颗粒间接触力的图形显示和变化规律的研究工作,直观的再现了无底柱分段崩落法放矿过程。针对大冶铁矿的实际情况,设计、分析了八种可能的采场结构参数组合方案,最终推荐采用分段高度12m、进路间距15m和崩矿步距2.5～3.0m的采场结构参数组合。物理模拟试验方面,为了验证数值模拟结果的可靠性,进行了不同的分段高度、进路间距和放矿步距相互组合方案的室内模拟放矿试验。经过试验结果分析,推荐最优采场结构参数为:分段高度12m,进路间距15m、崩矿步距3.2m左右。根据数值模拟和物理模拟放矿试验得到的最优采场结构参数,考虑井下车间采场实际状况,对采场结构参数进行回采爆破优化设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 尖林山矿体开采情况简介
• 1.2.1 矿区地质
• 1.2.2 矿石质量
• 1.2.3 矿岩物理力学性能
• 1.2.4 开采现状及采场结构参数
• 1.3 问题的提出及研究意义
• 1.4 文献综述
• 1.4.1 放矿理论的发展及成果
• 1.4.2 放矿截止品位研究的技术现状与评述
• 1.4.3 放矿研究方法的沿革与特点
• 1.4 本文的研究方案和主要研究内容
• 1.4.1 研究方案
• 1.4.2 主要内容
• 第二章 无底柱分段崩落法采场结构参数优化分析
• 2.1 引言
• 2.2 合理确定放矿截止品位的相关理论
• 2.3 不同放矿截止品位间的关系
• 2.4 确定合理放矿截止品位示例
• 2.5 本章小结
• 第三章 无底柱分段崩落法放矿数值模拟研究
• 3.1 PFC模拟程序简介
• 3.1.1 基本假设
• 3.1.2 基本理论
• 3.1.3 接触本构模型
• 3.1.4 颗粒流方法解题途径
• 3.2 前期准备工作
• 3.2.1 模拟方案设计
• 3.2.2 模型建立
• 3.2.3 计算参数
• 3.2.4 放矿制度
• 3.3 数值模拟计算
• 3.3.1 方案Ⅲ计算结果及分析
• 3.3.2 其它方案结果及分析
• 3.4 采场结构参数的优化选择
• 3.5 本章小结
• 第四章 无底柱分段崩落法物理模拟放矿实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 物理模拟实验模型
• 4.3 模型试验放矿截止品位
• 4.4 试验方案与试验结果分析
• 4.4.1 损贫指标随放矿步距变化的规律
• 4.4.2 贫损指标随进路间距变化的规律
• 4.4.3 大间距贫损指标随放矿步距的变化
• 4.4 本章小结
• 第五章 回采爆破参数优化设计
• 5.1 引言
• 5.2 现有回采爆破参数评价
• 5.3 凿岩爆破优化设计
• 5.3.1 新凿岩爆破参数设计
• 5.3.2 炮孔设计
• 5.3.3 凿岩与装药
• 5.3.4 爆破
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 主要参考文献
• 致谢