大红山铁矿露天采场压矿范围研究

摘要

由于社会经济的飞速发展，各种矿物资源的需求量也随之增长。随着露天与浅部资源枯竭，许多矿山的回采转向深部。露天开采时期的大规模回采已经在采场周围岩体形成较大的应力扰动，在此基础上进行地下作业将会形成更复杂的次生应力场，进而导致围岩变形和破坏的加剧。对于一些露天地下联合开采的矿山而言，工作面布置的与露天边坡距离越近，可回收矿物资源越多，但同时对露天边坡所造成的安全隐患越大。探寻地下开采对露天边坡影响的规律，寻找合理的压矿角度来划分露天边坡的压矿界限，有利于矿山合理协调开采、保障矿山生产安全。　　云南大红山铁矿由于露天采场的压矿限制，导致露天与地下开采产能衔接不畅，坑露矛盾问题日益突出。本课题通过矿山相似材料模拟与数值模拟相结合的方法，研究大红山铁矿露天采场合理的压矿界限，重新划定露天采场合理的压矿范围，解放保安矿柱矿量，实现露天采场与井下开采顺利过渡。为实现研究目标进行以下研究工作：　　一、进行矿山相似材料模拟实验。在实验室按照矿山现场的实际情况来构建物理力学相似模型，对矿体进行开挖，观察实验结果并记录相关数据来进行综合分析。二、通过FLAC3D软件建立矿山数值分析模型，确定相关参数及边界约束条件，进行模型开挖，模拟矿体开挖过后空区顶板移动及边坡变形。同时，在矿山数值模型上布置观测点来记录位移与应力变化情况，通过数值模拟中的观测点数据来分析结果。三、通过对相似材料模拟实验和数值模拟的结果进行比较，并结合现场实测数据分析，确定矿山合理的压矿角度，重新划分压矿界限，解放保安矿柱，实现露天采场与井下开采的顺利过渡。　　通过本课题的研究，为矿山安全、高效地回收地下矿物资源提供技术支持，最终实现矿山可持续发展的目标。

目录

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容和研究目标

1.4技术路线

第二章 大红山铁矿矿山概况

2.1 矿山地理概况

2.2矿区地质概况

2.3 开采技术条件

2.4 矿山开采现状

第三章 井下开采对露天采场影响相似材料模拟

3.1 概述

3.2 相似模拟试验的基本原理

3.3 相似模拟试验设计

3.4 相似模拟数据分析

3.5 相似模拟试验小结

第四章 井下开采对露天采场影响数值模拟

4.1数值模拟计算程序

4.2数值模拟建模

4.3 数值模拟方案及结果分析

4.4模拟结果小结

第五章 矿区露天采场压矿范围综合分析

5.1 地下开采滞后性分析

5.2 地下开采对露天边坡影响

5.3 地表塌陷坑回填对移动角影响

5.4移动角现场观测数据

5.5本矿岩层合理边坡压矿角的确定

5.6矿山开采安全措施

第六章 结论

致谢

参考文献

研究生期间发表论文