大孤山铁矿露天地下协同开采方案研究

摘要

大孤山铁矿为大型深凹露天铁矿山，目前已处于露天开采末期，矿石运输成本和剥离岩石量增大，采矿成本较高，随着铁矿石价格的走低，矿山生产经济效益较差，急需改进采矿方法，降低生产成本与提高开采效率，保障企业可持续发展。 本文将东北大学提出的露天地下协同开采新方法应用于大孤山铁矿，结合矿山条件研究进行。首先基于地质资料与矿山图纸，利用SURPAC软件构建了三维立体模型，将露采境界、矿体、断层、夹石和围岩的空间位置关系和空间形态在虚拟三维空间中进行展示。其次利用所建模型对露天开采境界进行细部优化，将剥采比较大的东帮最终境界向西平移，使剥采比过高的露采矿量转为挂帮矿，再应用诱导冒落法高效开采;同时，将小孤山采区露天采场适时独立延深开采，减小小孤山采区与大孤山采区衔接部位的剥岩量。第三、露天适时进行陡帮开采，留下挂帮矿诱导冒落法开采。第四、按露天地下协同开采要求调整露天运输线路，将原设计的露天旋回式运输线路更改为西帮至西北帮的折返式运输线路，为东帮挂帮矿诱导冒落开采提供足够的空间条件;此外，协同布置露天延深开采与挂帮矿地下开采的开拓系统，由露天运输台阶向挂帮矿开掘平硐，形成挂帮矿的开拓运输系统，以加快挂帮矿的开采进程，实现地下产能的协同增长。第五、运用露天陡帮开采技术与地下诱导冒落技术，结合大孤山铁矿条件，构建了挖掘机装载，中小型卡车运输与横采内排工艺相结合的露天陡帮延深开采方案，挂帮矿大结构参数诱导冒落高效开采方案，以及利用地下采空区容积控制边坡岩移方向、使其指向塌陷坑而不滑落于露天采场的方法，由此形成了大孤山铁矿露天地下协同开采方案。 分析表明，本文提出的露天地下协同开采方案，能够高度适应大孤山铁矿条件，由于露天采场减少剥岩量与挂帮矿节省落矿工程等，可大幅度降低矿石生产成本与提高开采效率，并可实现露天转地下的平稳过渡与增产衔接。

目录

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摘要

1．1选题背景及意义

1．2国内外研究应用现状

1．2．1露天地下协同开采方法

1．2．2露天采场境界优化

1．2．3露天地下联合开拓系统研究现状

1．2．4目前存在的主要问题

1．3主要研究内容与思路

1．3．1研究内容

1．3．2研究思路

第2章大孤山铁矿地质调查

2．1矿区概况

2．2矿区地质特征

2．2．1大孤山本区地质

2．2．2小孤山矿区地质

2．2．3矿床水文地质条件

2．3露天开采现状

2．4边坡稳定性调查

第3章大孤山铁矿三维模型构建

3．1 SURPAC软件介绍

3．2 SURPAC软件建模流程

3．2．1地质数据库

3．2．2可建地质模型种类

3．2．3块体模型建模方法

3．2．4实体模型建模方法

3．3实体模型构建方法

3．4大孤山铁矿模型建立

3．4．1大孤山矿体模型

3．4．2小孤山矿体模型

3．4．3大孤山夹石模型及地质断层模型

3．4．4大孤山铁矿地表模型

3．5本章小结

第4章大孤山铁矿露天境界细部优化

4．1大孤山铁矿原露天境界存在问题

4．2大孤山铁矿露天境界优化方案

4．3本章小结

第5章露天地下协同开拓系统研究

5．1地下开拓系统方案研究

5．2露天运输线路调整

5．3辅助工程应用

5．4本章小结

第6章大孤山铁矿露天地下高效开采模式

6．1大孤山铁矿露天延深开采技术

6．2大孤山挂帮矿诱导冒落开采技术

6．2．1挂帮矿开采区域选择

6．2．2临界冒落跨度估算

6．2．3挂帮矿夹石处理

6．2．4挂帮矿诱导冒落开采方案

6．3边坡岩移控制方法

6．4本章小结

第7章结论

参考文献

致谢