破碎围岩薄矿体下向进路分层整段充填法研究

摘要

本文针对鑫合金矿急倾斜破碎围岩薄矿体的实际情况，以别鲁阿嘎西矿区27号脉L1-I号矿体1111＃采场为例，通过理论分析、实验室实验和工业性试验，提出了下向进路分层整段充填采矿法，确定了合理的进路巷道支护方式，得到了上覆充填体承载层的合理厚度以及最优配比，并对其进行了稳定性分析，最终形成了一套适合鑫合金矿的安全高效低贫损的采矿方法。
　　结合国内外岩金矿床开采现状，经对比分析，确定了下向进路分层整段充填采矿法合理的矿床巷道布置方式，取消了分段巷道、分层联络道以及脉外斜坡道，通过人行通风天井与矿石溜井将采场与运输巷道相连接;为了解决下向进路充填采矿法通风问题，提出并采用下向进路分层整段充填采矿法的新型辅助通风装置，并形成了以该装置为核心的新型辅助通风方式，实现了下向进路分层整段充填采矿法的高效率回风;针对进路巷道上下盘围岩破碎的情况，采用“自测预应力让压锚杆+金属网+让压免张拉预应力锚索”新型联合支护方式对其进行支护，确定了合理的进路巷道支护方案与支护参数，运用UDEC数值模拟方法研究了上下盘围岩弹塑性区与位移分布规律，研究结果表明此种支护方式能够有效地防止上下盘围岩变形与破坏，降低矿石的贫化率与损失率;基于急倾斜破碎围岩薄矿体，对单一进路巷道上覆充填体建立了“嵌固梁”力学模型，解出了单一进路巷道上覆充填体均布荷载理论值。将半逆解法引入上覆充填体力学分析中，推导出均布荷载下“嵌固梁”应力分量与挠曲线方程，并以此为依据，计算出合理的充填体承载层厚度;结合生产条件，进行了充填料浆配比实验，得出了合理的承载层材料与充填层材料配比;利用FLAC3D软件分析了采场内矿岩及上覆充填体的塑性破坏区及应力分布规律，分析结果表明所选取各参数最终能够确保充填体自身稳定性。
　　对鑫合金矿进行了下向进路分层整段充填采矿法的工业性试验。试验采场矿石贫化率由原来的15％降低至5％，矿石回收率由78％提升至95％，经济效益明显提高，并且达到了安全生产的要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的提出及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容和技术路线

2 破碎围岩矿体采矿方法分析与选择

2．1 矿区基本概况

2．2 采矿资源条件及技术现状

2．3 采矿方法选择

2．4 本章小结

3 下向进路分层整段充填法矿块优化及回采技术

3．1 矿块结构优化

3．2 落矿与运搬技术

3．3 新型辅助通风方式

3．4 破碎围岩控制技术

3．5 本章小结

4 上覆充填体力学行为及稳定性研究

4．1 充填方法的分类与选择

4．2 影响充填体强度的因素分析

4．3 上覆充填体力学行为及其失稳机理研究

4．4 充填料浆配比实验

4．5 试验采场数值模拟研究

4．6 本章小结

5 现场工业性试验

5．1 矿床巷道布置及回采工作

5．2 采场支护效果监测

5．3 人工假顶铺设

5．4 充填系统与工艺

5．5 现场应用效果

5．6 本章小结

6 结论及展望

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 存在的问置及改进

参考文献

攻读硕士期间的主要成果

致谢