底部结构下卡车直接出矿后期放矿充填同步水平深孔留矿法放矿规律模拟研究

摘要

随着社会不断的发展，国内外矿山领域朝向高效、无废、绿色发展，随之采矿领域一些新理念、新方法、新技术不断出现。本文结合同步充填理念，针对底部结构下卡车直接出矿后期放矿充填同步水平深孔留矿法，研究同步充填过程中矿岩流动规律、放出体形、隔离层变化规律。
　　本论文采用PFC3D软件和3DMine软件对同步充填水平深孔留矿法进行数值模拟，结合经典放矿理论，分析放矿过程中散体介质流动规律，以及同步充填过程中柔性隔离层作用效果进行探讨。本文主要研究内容和结论如下:
　　(1)形成放出体的过程分三个阶段，初级阶段放出体为完整椭球体，过度和中期阶段各放出口形成的放出体间相互交错，后期阶段各放出口形成的放出体顶部呈现山丘形态。放出体高度与放出量的数据图得出:靠近间柱放出口大于其他放出口颗粒放出量;靠近间柱放出口比其他放出口颗粒下降速度大。
　　(2)对放出体正面切片发现，每个放出体上表面呈波浪形态，分析得出波峰位置的颗粒先被放出，波谷位置的颗粒后被放出。垂直z轴切割放出体，分析靶子形态图案的切片，矿石颗粒被放出的先后顺序为靶心到靶子边缘，且靶心到靶子边缘颗粒下落速度相继增大。
　　(3)通过残留矿石在矿房内原始位置分析:得出矿石残留颗粒靠近下盘围岩比靠近上盘围岩多，且越接近矿房顶部残留矿石越多;在间柱壁面与上下盘壁面相交构成的四个棱角部位，矿石残留颗粒最严重且自下而上增多。放矿结束后矿石主要残留在放矿口间脊部及放矿口与矿房壁面间盲区位置。
　　(4)大量同步充填放矿过程中，隔离层形态分三个阶段变化，水平阶段、中间低四周高阶段、各个放出口上方漏斗形状阶段，且隔离层未发生偏移现象，其分隔矿石和废石效果显著，充填和放矿达到预期。充填体对放矿过程上下盘围岩及间柱支撑显著，减少传统留矿采矿法大量放矿后期出现围岩片落、崩塌等现象。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题来源及研究目的与意义

1．2．1 课题来源

1．2．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 放矿理论研究现状

1．3．2 矿岩流动规律研究现状

1．4 主要研究内容和研究方法

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究技术路线

第二章 同步充填水平深孔留矿法简介

2．1 方法提出的背景

2．2 采矿方法介绍

2．2．1 结构参数

2．2．2 附图说明

2．3 具体实施方式

2．3．1 采准工作

2．3．2 切割工作

2．3．3 回采工作

2．4 采矿方法特点

2．4．1 该采矿方法突出技术特点

2．4．2 优缺点

第三章 放矿模型建立过程与参数选取

3．1 PFC3D和3Dmine软件简介

3．2 模型建立过程

3．2．1 模型边界的生成

3．2．2 矿石颗粒在放矿模型框架内部生成

3．2．3 柔性隔离层的生成

3．2．4 模型计算过程

3．2．5 信息记录与输出，且记录其信息并保存在文件中

3．3 模型参数选取

3．3．1 模型墙体参数选取

3．3．2 矿石颗粒参数选取

3．3．3 柔性隔离层参数选取

3．3．4 废石颗粒参数选取

第四章 放矿规律数值模拟

4．1 放出体形态

4．1．1 放出体正面

4．1．2 放出体侧面

4．1．3 放出体切面

4．2 放出体高度与放出量关系

4．3 隔离层变化过程分析

4．3．1 矿岩隔离效果

4．3．2 隔离层形态变化

4．3．3 矿石贫化分析

4．4 矿石颗粒残留分析

4．4．1 盲区位置矿石残留分析

4．4．2 残留矿石在矿房内原始位置分析

4．5．1 标记颗粒层演化规律分析

4．5．2 放矿过程规律分析

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文目录