龙首矿西二采区上部矿体采矿方法优化研究

摘要

龙首矿西二采区上部矿体原采用下向分层胶结充填法开采，由于西二采区经济条件的改变以及上部矿体开采现状的变更，矿山决定改变上部矿体现有的采矿方法，拟采用崩落法开采上部矿体，初步考虑的采矿方法包括自然崩落法与无底柱分段崩落法。为了使上部矿体以一种安全、经济、高效的方式进行回收，本文结合其开采技术条件，并考虑到其当前、实际的开采现状，综合理论分析、物理实验以及数值模拟等方式，进行了其采矿方法的优化研究工作。　　首先，对上部矿体开采可能采用的采矿方法进行了技术上的可行性分析，结果表明：下向分层胶结充填法、自然崩落法以及无底柱分段崩落法均是可行的，但前两者的矿石损失较大。然后，采用改进层次分析法优选了上部矿体的采矿方法，结果表明：在上部矿体当前、实际的开采现状下，无底柱分段崩落法应用于上部矿体时的综合效果最好，下向分层胶结充填法效果次之，自然崩落法效果相对较差，无底柱分段崩落法宜作为上部矿体的采矿方法。最后，进行了上部矿体采场结构参数的优化研究工作。进行了放矿模拟实验以比较上部矿体在不同采场结构参数下的矿石回收效果，并采用FLAC-3D数值模拟软件模拟了上部矿体在不同采场结构参数下的采场稳定性，以通过物理实验与数值模拟的方式为优化上部矿体的采场结构参数提供一定的参考；接着采用改进层次分析法对上部矿体的采场结构参数进行了优选。结果表明：就12m×15m×2.0m（分段高度×进路间距×崩矿步距）与15m×15m×2.2m两结构参数方案而言，前者的矿石回收效果优于后者，前者的矿石回收率高出后者2.0～2.4个百分点，且其废石混入率较后者也低 0.4～1.5 个百分点；但当开采条件相同时，前者的采场稳定性不如后者；无底柱分段崩落法应用于上部矿体时，后者的综合效果相对较好，其采场结构参数宜采用15m×15m×2.2m结构参数方案。本文的研究成果已得到矿山的认可，其研究方法对于其它同类矿山而言，具有一定的借鉴意义。

目录

声明

1、 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 崩落采矿法研究现状

1.2.2 采矿方法的优选研究现状

1.3.1 研究目标

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 创新之处

1.3.4 技术路线

2、 西二采区主要开采技术条件及开采现状

2.1 西二采区概况

2.2 西二采区主要开采技术条件

2.3 上部矿体开采现状

3、 上部矿体采矿方法的可行性分析

3.1.1 上部矿体采用充填法开采的可行性分析

3.1.2 上部矿体采用崩落法开采的可行性分析

3.2 上部矿体采用自然崩落法开采的可行性分析

3.3 上部矿体采用无底柱分段崩落法开采的可行性分析

3.4 本章小结

4、 上部矿体采矿方法优选

4.1 改进层次分析法简介

4.1.1 改进层次分析法的原理

4.1.2 改进层次分析法的步骤

4.2 采矿方法优选

4.3 上部矿体无底柱分段崩落法开采关键技术介绍

4.3.1 上部矿体无底柱分段崩落法开采覆盖层形成技术介绍

4.3.2 上部矿体无底柱分段崩落法开采矿石回收技术介绍

4.4 本章小结

5、 上部矿体无底柱分段崩落法开采结构参数优化研究

5.1.1 实验模型与装料情况

5.1.2 实验方案设计

5.1.3 实验数据统计与分析

5.1.4 放矿方案对比分析

5.2 上部矿体无底柱分段崩落法开采采场稳定性数值模拟研究

5.2.1 数值模型的建立

5.2.2 材料属性与边界条件

5.2.3 工况设置

5.2.4 模拟结果及分析

5.3 上部矿体无底柱分段崩落法开采结构参数优选

5.3.1 确定技术经济指标

5.3.2 优选结构参数

5.4 本章小结

6、 结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果