石人沟铁矿露天转地下最佳开采模式研究

摘要

我国铁矿资源目前85％以上为露天开采，经过近几十年的开采和不断增产，国内的大部分露天矿山企业都面临着露天采场闭坑、即将转入地下开采阶段。鉴于我国露天矿山企业多为深凹露天矿的特点，在转入地下开采时将面临更多的困难。为实现露天向地下开采的平稳过渡，必须对涉及平稳过渡的关键技术进行攻关研究，其中露天转地下相互协调安全高效采矿工艺技术是研究的重点内容之一。
　　 本文通过现场调查、综合分析、方案设计及优化、类比分析、数学分析方法等手段对石人沟铁矿露天转地下开采的开拓系统衔接、过渡阶段采矿方法以及过渡模式等问题进行系统分析和深入研究，取得了如下研究成果:
　　 (1)为保证露天转地下能衔接紧凑，持续稳产，石人沟铁矿采用露天分段结束、地下分期建设、分段投产的方法是可行的，但已投入的工程服务期短、利用率低，露天转地下过渡缺乏完善的整体规划。
　　 (2)针对如何充分利用原有主井和副井，尽量减少改造的问题，提出了新掘副井、一期副井改造延深、新掘盲竖井三种方案，并进行了技术经济比较，推荐采用新掘副井方案。
　　 (3)经综合技术经济分析，推荐石人沟铁矿露天转地下采用主副竖井加辅助斜坡道开拓方案。
　　 (4)通过对露天转地下开采过渡模式进行评价，得出如下结论:过渡期的生产能力较低，矿床的综合产能可能利用程度很低。露天和地下联合开采时空联系程度较低，缺乏统一、全面的规划。另外，过渡期较短，空间联系比较紧密，但因为过渡时间不充足，以及预留露天坑底境界保安矿柱使露天开采及地下开采的开拓系统及回采工艺结合程度偏低。
　　 (5)通过对矿体按厚度和倾角进行分类统计可知，中厚及厚大矿体占90％以上，倾角均为倾斜至急倾斜。可采用的采矿方法有分段凿岩阶段矿房法、无底柱分段崩落法、上向水平分层充填法及空场嗣后充填法等。为满足生产管理与安全技术管理的需要，针对开采技术条件，通过模糊数学方法进行优化选择，得出石入沟铁矿露天转地下最优采矿方法:分段凿岩阶段空场嗣后充填法。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景、目的与意义

1．2 国内外露天转地下开采技术应用与研究现状

1．2．1 国外露天转地下开采发展现状

1．2．2 国内露天转地下开采发展现状

1．2．3 露天转地下开采技术难点与基本准则

1．3 研究内容及路线

第二章 露天转地下开拓系统衔接技术研究

2．1 开拓系统衔接分类

2．2 典型开拓方案研究

2．3 石人沟铁矿开拓系统现状

2．4 石人沟铁矿露天转地下当前开拓系统衔接评价

2．5 石人沟铁矿露天转地下开拓方案优化

2．6 本章小结

第三章 露天转地下开采过渡模式评价

3．1 露天和地下开采时空衔接评价

3．1．1 评价指标

3．1．2 评价结果

3．2 露天和地下开采工艺系统衔接评价

3．3 本章小结

第四章 露天转地下采矿方法初选

4．1 露天转地下采矿方法适应性分析

4．2 采矿方法初选

4．2．1 无底柱分段崩落法

4．2．2 分段凿岩阶段矿房法

4．2．3 分段凿岩阶段空场嗣后充填法

4．2．4 上向水平分层充填法

4．3 本章小结

第五章 石人沟铁矿露天转地下最佳开采模式确定

5．1 开拓系统确定

5．1．1 矿山工程建设现状

5．1．2 开拓系统

5．2 最佳开采模式选择

5．2．1 综合评价指标体系的构建

5．2．2 影响因素权重向量的确定

5．2．3 隶属矩阵确定

5．2．4 综合评判

5．3 本章小结

第六章 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果