房柱交替上升式充填采矿法及其工业应用

摘要

厚大破碎高价值矿体的安全、高效回采一直是一个技术难题。论文以三山岛金矿厚大破碎矿体开采为研究对象，通过理论力学分析、数值模拟、方案设计、现场工业试验等手段，研究了厚大破碎矿体的开采方法，取得了如下成果:
　　 第一，提出了房柱交替上升式充填采矿法。该方法将矿块划分为交错布置的矿房、矿柱，多个房柱采场构成一个盘区;房柱交替向上回采，实现“护顶”功能互换。该方法降低了二步回采悬挂高度，改善了二步采场应力环境，提高了回采安全系数;
　　 第二，通过理论力学分析，建立了计算房柱交替上升步长的平面力学模型，完善了新型采矿工艺系统;并将模型应用到三山岛金矿实际矿体，计算出最佳房柱交替上升步长为11.5m;
　　 第三，利用ANSYS有限元软件对计算的房柱交替上升步长进行验证，采场稳定性较好，为回采工作创造了较好的工作条件;
　　 第四，现场工业试验技术经济分析表明该采矿方法大大改进了矿山现有点柱法的不足，为企业创造了较好的直接经济效益，是一种安全性高、资源损失率小、效率高、生产能力大的绿色采矿方法，为厚大破碎高价值矿体提供了一种切实可行的采矿方法，具有较大的实际意义。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源

1．2 金属矿采矿工艺研究现状

1．2．1 极厚大破碎高价值矿开采技术研究现状

1．2．2 房柱式分层充填采矿法技术现状

1．3 课题研究意义、内容及技术路线

1．3．1 课题研究意义

1．3．2 课题研究内容

1．3．3 研究技术路线

第二章 房柱交替上升式充填采矿法简介

2．1 房柱交替上升式充填采矿法实质

2．2 房柱交替上升式充填采矿法回采工艺

2．2．1 结构要素

2．2．2 回采工作

2．2．3 回采顺序

2．3 房柱时空变换步长理论计算分析

2．3．1 充填体与岩体作用力学研究

2．3．2 理论模型建立

2．3．3 理论分析计算

2．4 房柱交替上升式充填采矿法评价

2．4．1 房柱交替上升式充填采矿法优点

2．4．2 房柱交替上升式充填采矿法适用范围

2．5 本章小结

第三章 房柱交替上升式充填采矿法工业应用

3．1 矿山概况

3．1．1 区域地质概况

3．1．2 矿体赋存特点

3．1．3 采矿方法应用现状

3．1．4 深部采场开采现状

3．1．5 矿山现有机械化设备概况

3．2 现场工业试验研究

3．2．1 试验采场选择

3．2．2 设计开采方案

3．2．3 采场结构布置

3．2．4 采场采切设计

3．2．5 采场回采工艺

3．2．6 采场回采顺序

3．2．7 采场劳动组织及作业

3．3 技术经济分析

3．3．1 工业试验测试数据

3．3．2 采矿直接成本分析

3．3．3 技术经济指标与效益

3．4 降低贫化损失方法与途径

3．5 本章小结

第四章 房柱交替上升式开采采场稳定性分析

4．1 房柱交替上升式开采试验采场二步矿房安全性验证

4．1．1 不同安全系数情况下安全性验证

4．1．2 不同铲运机重量情况下b与h的关系

4．1．3 小结

4．2 房柱交替上升采矿工艺采场稳定性分析

4．2．1 有限单元法模拟软件----ANSYS简介

4．2．2 岩体力学参数

4．2．3 地应力参数

4．2．4 采场围岩强度准则

4．2．5 计算模型及方案

4．2．6 数值模拟计算结果

4．2．7 计算结果分析

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 论文取得的主要结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果