分段空場嗣后充填采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化試驗與理論研究.pdf

1、永平銅礦露天轉(zhuǎn)地下開采工作正在進行，根據(jù)設(shè)計要求，地下開采采用下行式充填法開采，礦山目前正在進行Ⅱ號礦體的開采，設(shè)計的采礦方法為分段空場法嗣后充填，由于原設(shè)計為方案型的，因此，具體實施過程中急需結(jié)合工程實際情況對礦柱穩(wěn)定性及相關(guān)采礦工藝參數(shù)進行優(yōu)化，以滿足實際生產(chǎn)的要求。
　　為此，本文通過基礎(chǔ)資料收集、現(xiàn)場勘查、室內(nèi)試驗、理論分析、數(shù)值計算等方法及手段，對采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，以達到提高采場穩(wěn)定性，同時，減少開采損失的目的。主

2、要研究內(nèi)容如下：
　?。?）現(xiàn)場調(diào)查收集了永平銅礦礦區(qū)地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面特征、礦體賦存特征、水文地質(zhì)等資料。
　?。?）通過現(xiàn)場調(diào)查及室內(nèi)巖石力學試驗，對礦區(qū)典型礦巖性質(zhì)進行了系統(tǒng)研究，結(jié)合巖石力學結(jié)果，采用廣義Hoek-Brown準則對巖石力學參數(shù)進行折減，得到永平銅礦井下主要礦巖體強度參數(shù)。
　?。?）現(xiàn)場取回尾砂樣進行了含水率測試，并制備成標準膠結(jié)充填體試件，對養(yǎng)護齡期為28天灰砂比為1:4、1:10的尾砂膠

3、結(jié)充填體進行了單軸抗壓強度試驗、巴西劈裂拉伸試驗和角模壓剪試驗，得到膠結(jié)充填體強度參數(shù)。
　?。?）將松散介質(zhì)下的階段礦柱簡化為均布載荷下兩端固支梁，以楊森理論為前提，分析了松散介質(zhì)下階段礦柱的承載機理，推導了階段礦柱上部松散介質(zhì)荷載的通用計算公式。借助巖石張拉失穩(wěn)判據(jù)，推導了松散介質(zhì)載荷下階段礦柱臨界破壞時階段礦柱最小預(yù)留安全厚度的計算公式，根據(jù)工程實際及試驗得到了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計算了階段礦柱最小預(yù)留安全厚度的理論解。
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4、5）利用ANSYS軟件，建立研究區(qū)段采場的三維模型，再采用FLAC3D軟件，分析了階段礦柱在靜力及爆破動載荷條件下的穩(wěn)定性，并得到階段礦柱最優(yōu)尺寸的數(shù)值解。
　?。?）綜合理論分析和數(shù)值計算，確定該礦山階段礦柱最優(yōu)尺寸。
　?。?）為減少階段礦柱的永久損失，對礦房底部由原設(shè)計的散體充填改為1:4膠結(jié)充填進行數(shù)值模擬，并對膠結(jié)充填體的分布和高度進行優(yōu)化。
　?。?）采用數(shù)值模擬的方法對礦房、礦柱尺寸、回采順序、間礦內(nèi)膠結(jié)