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贡北金矿破碎顶板下缓倾斜薄至中厚矿体安全开采技术研究

李佳洋  
【摘要】:为解决贡北金矿破碎顶板下缓倾斜薄至中厚矿体开采过程中存在的开采效率低下,矿石损失、贫化严重,采场作业不安全等诸多技术难题,开展以岩石力学实验和采场顶板岩体稳定性分级为基础,采矿方法优化为核心内容的贡北金矿高品位薄至中厚难采金矿脉综合开采技术研究,对贡北金矿顶板稳定性分级、矿区矿体采矿方法选择、采场结构参数优化、采矿方法单体设计进行了深入的研究。主要研究工作如下: (1)对贡北金矿矿床地质条件和开采技术条件进行了现场调查、资料收集、矿样采集;对矿区开采形成的空区进行了统计;对采样岩石进行了室内试验,得到岩石各项力学参数,由Hoek-Brown准则对岩石的力学参数进行了折减,得到满足工程实际要求的岩体力学参数。 (2)运用SPURAC软件对矿区地表、矿体、巷道进行三维可视建模;运用数值分析软件MIDAS/GTS,结合SPURAC建立的矿体模型、空区模型,对矿区内当前开采形成的不同空区顶板稳定性进行了数值模拟,得到顶板稳定性数值分析结果。 (3)用层次分析法和模糊数学理论建立了贡北金矿空区顶板稳定性综合评判模型。以有限元数值模拟为手段获取重要的影响因素指标值,并利用层次分析法及模糊数学的相关理论,对空区顶板稳定性进行分级,得到不同空区顶板稳定性分级结果。根据不同的空区顶板稳定性分析结果,提出了相应空区处理办法。 (4)在设计开采范围内,按照矿体的倾角和厚度分为3类;根据分类结果提出三种备选的采矿方法。采用层次分析法及模糊数学的相关理论方法,选出上向水平分层充填法为最优采矿方法;运用ANSYS软件,对矿区回采进行采场结构参数优化,得出10m矿柱,12m矿房,两个矿房同时回采的采场结构参数方案;对Au3矿体进行了采矿方法单体设计。 (5)经过室内试验,确定第一步矿柱充填采用1:6碎石胶结充填,质量浓度72%;第二步矿房采用废石非胶充填,灰砂比1:4,质量浓度72%,为贡北金矿回采过程中的最优充填配比;根据矿区生产要求设计了充填系统,确定了充填站位置;计算确定了矿山采用充填法开采的经济效益。


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