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百岩金矿倾斜薄矿体采矿方法研究

作　者: 魏学松
导　师: 乔登攀
学　校: 昆明理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 倾斜薄矿体浅孔留矿法采场结构参数数值分析
分类号: TD863
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 71次
引　用: 2次
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内容摘要

浅孔留矿法较适应于围岩中等稳固以上的急倾斜或倾斜薄矿脉的开采。由于该法工艺简单、生产成本较低、技术上相对成熟而被广泛运用于我国金属矿山。据统计,浅孔留矿法在急倾斜极薄矿脉为主的钨矿开采中占80%以上；全国1000多座岩金矿山中使用者占85%以上,采矿量占40%左右；有色矿山中使用该法的采矿量占15%。百岩金矿围岩属中等稳固,矿体为倾斜薄矿体。该矿自2007年投产至今一直采用浅孔留矿法开采。据统计,该矿生产期间综合回收率为59.84%,贫化率为18.44%,采切比为13.87m/kt。与国内外同类矿山浅孔留矿法的应用现状相比,该矿回采时损失和贫化大、采切比高,从而严重影响着矿山整体经济效益。根据现场调查研究得出,矿山综合回收率低、贫化率大、采切比高的主要原因是浅孔留矿法采场结构参数不尽合理。本文在细致研究该矿地质详查报告和总结矿山生产实践的基础上对岩体质量分级指标进行了估算,然后以岩体质量分级指标为主要依据,应用Hoek-Brown准则进行了岩体力学参数取值研究。岩体力学参数取值研究结果表明,地质详查报告提供的岩体试块力学参数普遍偏高,因而不能直接作为工程设计的依据。为了获得良好的采场结构参数,本文以Flac3D数值分析软件为主要工具模拟了多种采场结构参数方案,并以岩体力学参数为依据进行了数值分析模拟计算。数值分析模拟计算得出,在保持该矿浅孔留矿法其它结构参数不变的条件下,将采场长度由32m增加到40m、将采场顶柱高度由3m增加到5m后不但顶柱在回采与放矿各步是相对稳固的,而且采场上盘也没有因为采场长度的增加而出现大范围的高应力集中区或拉应力区,即采场上盘仍然在可以承受范围内；同时,采场长度由32m增加到40m后可减小采切比,降低采矿成本。为了进一步验证新方案的合理性,该矿在952中段就新方案进行了工业试验。工业试验证明,新方案可使回收率从59.84%提高到70.31%,提高幅度为16%；贫化率由18.44%降低到9.80%,降低幅度为47%；采切比由13.87m/kt降低到11.22/kt,降低幅度为19%。可见,采场结构参数新方案可有效地提高资源回收率、降低贫化率、减小采切比,从而产生了可观的经济效益。同时,本文研究成果可为类似矿山提供借鉴。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 国内倾斜薄矿体开采现状  9-11
  1.2 浅孔留矿法应用现状  11-15
  1.3 百岩金矿矿山现状及存在的主要问题  15-16
  1.4 研究的主要内容及技术路线  16-17
第二章矿床开采技术条件  17-25
  2.1 矿山现状概况  17-19
  2.2 矿山地质概况  19-25
    2.2.1 区域地质  19
    2.2.2 水文地质  19-20
    2.2.3 工程地质  20-23
    2.2.4 断层构造  23-24
    2.2.5 矿床产出特征  24-25
第三章岩体力学参数取值  25-39
  3.1 岩体RQD值的近似计算及岩体质量分级  25
  3.2 岩体的RMR质量分级指标估算  25-28
  3.3 根据Hoek-Browm准则确定岩体力学参数  28-39
    3.3.1 岩体抗压、抗拉强度参数的确定  31
    3.3.2 岩体抗剪强度参数的确定  31-37
    3.3.3 岩体变形模量的确定  37-39
第四章采场结构参数数值分析研究  39-116
  4.1 采场结构参数模拟方案  39-40
  4.2 方案模拟步骤  40-41
  4.3 建立模拟方案基本模型  41-47
    4.3.1 Flac 3D内置算法及分析步骤  41-42
    4.3.2 数值分析模拟计算基本假设  42-43
    4.3.3 本构模型及屈服准则  43-44
    4.3.4 基于Flac 3D有限差分法几何模型的建立  44-47
  4.4 模拟结果分析  47-116
    4.4.1 采场结构参数模拟方案Ⅰ  47-71
      4.4.1.1 方案Ⅰ回采一步数值分析计算结果  47-52
      4.4.1.2 方案Ⅰ回采二步数值分析计算结果  52-55
      4.4.1.3 方案Ⅰ回采三步数值分析计算结果  55-59
      4.4.1.4 方案Ⅰ放矿一步数值分析计算结果  59-62
      4.4.1.5 方案Ⅰ放矿二步数值分析计算结果  62-66
      4.4.1.6 方案Ⅰ放矿三步数值分析计算结果  66-70
      4.4.1.7 本节小结  70-71
    4.4.2 采场结构参数方案Ⅱ  71-74
      4.4.2.1 方案Ⅱ放矿二步数值分析计算结果  71-74
      4.4.2.2 本节小结  74
    4.4.3 采场结构参数方案Ⅲ  74-95
      4.4.3.1 方案Ⅲ回采一步数值分析计算结果  75-77
      4.4.3.2 方案Ⅲ回采二步数值分析计算结果  77-81
      4.4.3.3 方案Ⅲ回采三步数值分析计算结果  81-85
      4.4.3.4 方案Ⅲ放矿一步数值分析计算结果  85-88
      4.4.3.5 方案Ⅲ放矿二步数值分析计算结果  88-92
      4.4.3.6 方案Ⅲ放矿三步数值分析计算结果  92-95
      4.4.3.7 本节小结  95
    4.4.4 方案Ⅲ与方案Ⅰ回采与放矿各步应力位移检测结果分析  95-110
    4.4.5 采场结构参数确定  110-111
    4.4.6 矿柱回收方案  111-116
      4.4.6.1 间柱回收方案  111-112
      4.4.6.2 952顶柱和997底柱回收方案  112-115
      4.4.6.3 底柱回收方案  115-116
第五章工业试验  116-124
  5.1 工业试验概况  116
    5.1.1 试验采场地质概况  116
    5.1.2 试验采场概况  116
  5.2 采矿方法试验  116-121
    5.2.1 采准切割  116-118
    5.2.2 资源储量  118-119
    5.2.3 工程施工  119
    5.2.4 采场回采  119-120
    5.2.5 指标分析  120-121
  5.3 经济效益预测  121-123
  5.4 本章小结  123-124
第六章结论与不足  124-126
  6.1 结论  124-125
  6.2 不足  125-126
致谢  126-127
参考文献  127-129
附录A (攻读学位期间发表的论文及参研项目)  129-130
附录B (附图)  130-133

百岩金矿倾斜薄矿体采矿方法研究

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