上向进路式尾砂胶结充填采矿法采场结构参数优化研究

摘要

随着人类对矿产品需求的不断增加，矿产资源变得越来越少。如何合理、高效、经济、安全地进行矿产资源开发利用，降低资源的损失，减少矿石的贫化，提高矿石的质量，是矿产资源开发者共同关心的问题。 充填采矿法以其高回收率、低贫化率的优点，在开采较高价值的难采矿床中取得了突破性进展，出现了无轨机械化胶结充填采矿法(上向分层和下向进路)，点柱充填采矿法，分段充填采矿法，大孔径阶段空场嗣后尾砂胶结(块石胶结)充填采矿法等。同时，计算机广泛应用于充填体与围岩互相力学作用机理方面的研究，为设计和生产提供依据。 小铁山铅锌矿采用的上向进路式尾砂胶结充填采矿法，回采进路是根据大型无轨设备和人工凿岩设备的尺寸进行设计的，由于小铁山铅锌矿矿床上部应力场构造简单，以垂直应力为主，随着开采深度的增加，水平应力明显增加，水平应力为垂直应力的1.5～1.8倍，回采进路按照原有的设计进行施工时，回采进路鼓帮、片帮、冒落现象严重，安全得不到保障，同时，在进行中段衔接部位回采时，充填体脱落严重，有时比较大面积的冒落，回采率较低，损失严重，企业效益低下。 本文针对小铁山铅锌矿回采过程中出现的问题，应用充填体与围岩互相力学作用机理，从充填体的物理力学性质入手，进行室内、现场充填体试验研究；分析充填体的力学性质、沉积特征、强度特征；利用二维有限元进行充填体内部的应力、应变、位移分析。在此基础上进行模型正交分析，并结合进路宽度、充填料的类型、充填次数、侧压系数、埋深系数等，进行正交方差分析，比较准确得出了不同规格、不同条件下的进路回采参数，以及中段衔接部位(顶、底柱)的基本回采要求。

目录

文摘

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第一章充填采矿技术的国内外研究现状及研究方向

1.1国内外尾砂胶结充填采矿法的发展及研究

1.2主要研究方向和内容

第二章矿山地质

2.1矿床地质概况

2.2矿山工程地质力学

2.3岩体稳定性分析及工程地质分区

2.4岩石力学性质参数

2.5开采技术条件

第三章矿床开采

3.1前言

3.2矿床开拓

3.3采矿方法及其演变过程

3.4采准工程

3.5回采工艺

3.6充填工艺

3.7经济技术指标

第四章胶结充填材料的物理力学性质及试验

4.1胶结充填材料的力学参数测定

4.2胶结充填材料的沉积特征

4.3水泥含量及强度分布

4.4进路充填体实测

4.5结论

第五章上向进路式充填法采场结构参数力学优化

5.1前言

5.2二维弹塑性有限元程序介绍

5.3模型设计

5.4计算结果分析

5.5小结

5.6中段衔接部位(顶、底柱)回采研究

第六章主要结论

致 谢

参考文献

附录攻读硕士期间公开发表的论文目录