论文摘要
西石门铁矿为接触交代矽卡岩型磁铁矿床,是我国冶金系统有名的难采矿山之一。上世纪九十年代遭到民采矿点的严重破坏,遗留大量复杂空区,其中大部分已冒落,部分空区随时可能冒落。由于空区对矿体完整性的破坏、冒落空区引起的岩移、以及未冒空区的安全危害,使这类原本难采的矿体更加难采。如何安全高效地开采这类复杂多空区矿体,成为西石门铁矿急需解决的重大生产技术难题。为此,本文采用现场调研、理论分析、数值模拟、现场工业试验相结合的方法,系统的研究了复杂多空区矿体的综合开采技术,完成了以下4方面内容的研究工作：（1）通过对无底柱分段崩落法及其相关变形采矿方法适应性的分析,依据多空区矿体分类的不同特点,在考虑岩体可冒性的基础上,分别提出多种新型采矿方法。针对复杂空区破坏矿体,提出斜进路与平底堑沟底部结构有机结合的新型开采方案,并针对不同的矿体倾角与厚度条件,提出双侧堑沟、串联堑沟、单堑沟及其与出矿巷道的不同联接方式,形成了适合复杂空区破坏矿体开采的新型采矿方法；针对民采区域内未被破坏矿体,依据矿体厚度变化以及底板出露厚层矽卡岩的矿岩条件,分别提出了单堑沟平底结构方案以及上盘侧堑沟落矿的无底柱分段崩落法改进方案；针对残矿的不同类型,提出采用进路式回收以及堑沟系列方法等多种回采方案。这三类多空区矿体的开采方案较好地解决了缓倾斜软破复杂多空区矿体的低损失安全高效开采的技术难题。（2）在分析岩体可冒性的基础上,提出了基于岩体持续冒落临界值的崩落法上、下分区同步开采方案,使上部多空区矿体与下部原生矿体“贫富兼采”,以此达到提高生产能力与出矿品位的目的。同时,采用FLAC 3D软件分析验证了分区界限的合理性以及分区开采方案的安全可靠性。（3）在分析复杂开拓系统影响因素的基础上,考虑施工便利性以及快速施工要求,研究了深部开拓工程的快速施工方法,提出利用现有工程分段掘进井筒的技术措施和快速形成深部开拓系统的技术方案。此外,优化了浅部矿、岩的运输提升线路,较好地解决了浅部生产与深部开拓相互干扰的矛盾。（4）本着顺应地压显现规律和安全、实用的原则,提出由螺纹钢焊接可缩性金属拱架形成的整体拱棚过冒顶区技术,解决了冒顶区安全快速修复的技术难题。同时,在研究采准巷道地压显现规律及散体巷道特殊性的基础上,采用喷锚网+U型可缩性金属拱架支护技术,较好地解决了破碎矿体及地压显现较大部位的巷道稳定性问题；采用超前锚杆+U型可缩性金属拱架支护技术,较好地解决了西石门铁矿多空区软破矿体条件下的散体巷道的成巷难题,从而保障了高度难采矿段采矿生产的正常进行。理论研究与在西石门铁矿的实际应用表明,本文提出的复杂空区破坏矿体斜进路+平底出矿系列回采方案、民采区域内未被破坏矿体单堑沟以及无底柱分段崩落法改进方案、上、下分区同步开采技术、提升系统改进及分段掘进加快深部开拓的快速施工方法、整体拱棚过冒顶区技术,高度适应了西石门铁矿复杂多空区矿体的开采条件,由此形成的复杂多空区矿体综合开采技术,可实现该类矿体低损失、安全、高强度开采的目标。
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标签：多空区矿体论文; 堑沟平底结构论文; 无底柱分段崩落法论文; 分区开采论文; 支护论文;