永平铜矿厚大矿体采矿方案优选及采场充填工艺研究

摘要

永平铜矿露天转地下开采后，地下开采技术与管理经验相对匮乏，为保证矿山正常生产，必须对厚大矿体的安全高效回采和充填工艺进行系统的研究，本文通过理论研究、室内试验、数值模拟等手段对永平铜矿厚大矿体回采方案与采场充填工艺进行了深入研究。主要研究工作和结论如下:
　　(1)结合开采技术条件，在原有方案的基础上提出2种新的方案，对3种方案利用模糊数学方法进行定量评价，优选出最佳方案为原岩出矿中深孔房柱嗣后充填采矿法，该方案将矿房矿柱底部出矿结构均布置在原岩中，使二步回采作业更加安全，具有采场生产能力大、采矿工效高、回收率高、生产成本低等优点。
　　(2)结合数值模拟手段，对原回采方案和优选方案的矿房矿柱回采进行稳定性分析，通过对比，优选方案的应力、位移、塑性变形区均显著减小，能够保障二步回采的安全进行，进一步验证优化方案的可行性。
　　(3)结合室内试验研究，对充填材料的物化性质、不同配比胶结充填体强度等进行了全面的分析，得到了相应的物化参数和不同条件下的充填体强度，推荐经济合理的充填配比。
　　(4)针对现场实际情况，结合国内外矿山经验，对采场的充填挡墙、脱滤水、充填工艺流程等方面进行了研究，确定了合理的挡墙类型及参数，设计了适合采场实际的脱滤水设施，对采场充填工序进行了优化。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 充填技术研究现状

1．2．2 采场充填工艺研究现状

1．2．3 厚大矿体矿柱回采技术研究现状

1．3 研究内容和意义

2 采矿方法优选

2．1 矿山开采技术条件与现状

2．1．1 水文地质条件

2．1．2 矿床开采技术条件

2．1．3 矿山开采现状

2．2 永平铜矿采矿方法优选研究

2．2．1 采矿方法选择原则

2．2．2 采矿方法初选

2．2．3 采矿方法优化选择

3 回采方案稳定性数值模拟

3．1 数值模拟方法选取

3．2 原回采方案稳定性分析

3．2．1 开挖模拟建模

3．2．2 矿柱开采阶段采场的稳定性

3．2．3 矿柱充填阶段采场的稳定性

3．2．4 矿房开采阶段采场的稳定性

3．3 优选方案稳定性分析

3．4 本章小结

4 厚大矿体采场充填工艺研究

4．1 充填材料特性及强度试验

4．1．1 充填料选择及性能测定

4．1．2 分级尾砂物化性能测定

4．2 不同配比胶结充填体强度

4．2．1 胶结充填材料

4．2．2 国内矿山分级尾砂胶结料浆的配比评价

4．2．3 充填体配比试验及强度测试

4．3 充填隔墙工艺研究

4．3．1 永平铜矿充填隔墙选择

4．3．2 充填隔墙受力分析

4．3．3 挡墙厚度设计

4．3．4 充填隔墙施工与步骤

4．4 采场脱水方法与滤水设施设计研究

4．4．1 充填采场脱水概述

4．4．2 充填脱水工艺研究

4．4．3 采场脱水设计研究

4．5 采场充填准备与工业实施

4．6 本章小节

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果目录

致谢