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金川二矿区深部采矿回采进路布置与回采顺序优化研究

邹勇  
【摘要】: 金川镍矿区是我国三大资源综合利用基地之一,是国内最大的镍、钴、铂等有色金属生产基地。金川二矿区的矿体赋存于岩体稳定性差的高应力地层中,开采条件差。如何更为有效地维护二矿区下向进路胶结充填采矿法充填体的稳定性,一直是矿山生产实践中需要解决的重要技术难题。作者结合矿山重大技术攻关课题的研究任务,采用理论分析与有限差分法相结合的方法,对充填体进路的应力分布,以及回采进路的布置与回采顺序变化对充填体稳定性产生的影响等技术问题,进行了较为系统地研究。得出的主要结论如下: (1)根据二矿区的回采进路的结构参数,进行了下向进路承载层稳定性研究分析,建立了下向进路充填体的两种力学模型——“简支梁模型”和“薄板结构模型”。进一步地,应用模型分析了回采胶结充填进路的应力分布规律。这对于假顶结构参数设计的实践,具有一定的理论指导意义。 (2)在地质条件,进路结构参数以及充填材料力学性质相同的情况下,采用FLAC~(3D)数值分析软件,模拟分析了上下分层回采进路布置方式的变化,对采场结构及充填体稳定性产生的影响。结果表明:与上下分层进路相互平行布置的方式相比,采用上下分层进路垂直交错布置的方式,更有利于改善充填体的应力分布状态,有利于控制充填体及围岩的位移变形。 (3)在进路布置方式的相同的情况下,分析了同一分层中不同的回采顺序,对矿岩和充填体中的应力、位移及其塑性区分布等指标产生的影响。结果表明:采用从中央至两翼的回采顺序,通过改善矿岩及充填体中的应力分布状态,减小介质的位移及介质中塑性区的分布范围,有利于维护采场结构与充填体的稳定。 得出的上述结论,对于提高二矿区采场结构与充填体的稳定性,减少矿石的损失量,具有一定的工程应用价值。


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