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《昆明理工大学》 2012年
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预留点柱的马鞍山铁矿3~#矿体采场结构参数优化研究

夏新  
【摘要】:分段凿岩阶段矿房法适用于开采矿石和围岩中等稳固以上的急倾斜矿体,该方法具有回采强度大,劳动生产率高,采矿成木低,回采作业安全等特点,近年来备受青睐,在很多薄矿体的铁矿中常见应用。 马鞍山铁矿3号矿体属于稳固的急倾斜薄矿体,矿体倾角50°产状走向为N35~40°W,倾向南西,倾角50~70°,平均水平厚度8.11m。沿走向长264m,倾斜延深50-84m,产出标高在750-810m。设计采用沿走向布置的分段凿岩阶段矿房法,矿房参数为40m×50m×8m,顶柱高度5m,底柱高度10m,间柱宽度为8m,通过初步计算该方法的综合回采率78.4%。在采矿方法既定的条件下,合理的采矿结构参数对提高矿山的整体经济效益,提高矿石的回采率起至关重要的作用。 本文在细致研究了矿山地质报告后,结合矿山实际情况,对岩体质量分级指标进行了估算,并应用Hoek-Brown准则对岩体力学参数进行取值计算。为了找到优化采场结构参数的路径,本文应用ANSYS数值分析软件对矿块进行模拟分析,分析了采场的应力、位移、应变后,又分析了采空区模型的应力映射分布,发现在采空区模型中部和间柱上存在着应力集中的现象。为了增强采场的稳定性,采取了在采空区应力集中部位留横向矿柱的方法来增强采场的稳定性,分析结果表明预留横向矿柱的方法的确可以分散空区的集中应力,对矿房的顶底柱和间柱起辅助的支撑作用。验证了这方法的可行性后,欲加长矿房长度10m,发现加长矿房长度后,矿房的最大拉应力和剪切力超出了矿体的承受极限,矿房处于一个不安全的状态。再次进行加点柱的模拟后分析矿房的各项应力和位移均处于一个安全的状态。即通过预留横向点柱后的50m×50m×8m的矿房结构参数是适用于此矿山,同时,矿石的回采率也由原来的78.4%提高到83.18%。 研究结果表明预留横向矿柱的办法可以增强采场的稳定性,使用该方法加长矿房长度后,采场是稳定的,且可有效的提高资源回收率。同时,本研究成果可为类似矿山提供参考。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD861.1

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