深部采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采順序優(yōu)化研究.pdf

1、在采礦工程技術(shù)領(lǐng)域，對采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采順序的研究是巖體力學(xué)的重要內(nèi)容之一。以前，由于研究手段的限制，對其研究多是依靠經(jīng)驗、半經(jīng)驗的方法進行，一些潛在的危險因素難以得到揭示分析。特別是隨著回采深度的增加，在深部礦體中，采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采順序的不合理常常導(dǎo)致大規(guī)模地壓活動，許多礦體不得不棄采，造成礦產(chǎn)資源大量損失。
　　本文在橫向課題“深部采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采順序的優(yōu)化研究”的資助下，以南京棲霞山鉛鋅礦為依托，在分析現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查和

2、借鑒類似工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上，運用數(shù)值分析方法，對該礦虎爪山礦段1號主礦體的深部采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采順序進行了研究，主要研究工作為：
　?、僭趯ΦV區(qū)工程地質(zhì)條件和開采現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，將巖石單軸抗壓強度、RQD、節(jié)理間距、節(jié)理狀況、地下水狀況及節(jié)理的不利空間展布作為6個基本參數(shù)，利用RMR法對巖體質(zhì)量進行評價，并結(jié)合霍克一布朗準(zhǔn)則對采場巖體力學(xué)參數(shù)進行了估算，為數(shù)值模型提供較合理、可靠的力學(xué)參數(shù)；
　　②從該礦工程實際出發(fā)，運用

3、大型有限元軟件ANSYS9.0，建立了深部采場二維數(shù)值模型，并采用多方案對比的方法，進行了結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究。該研究表明，該礦深部采場合理的礦房布置方案為：礦房尺寸范圍為22～25m或25～30m，并將這兩種尺寸范圍分別作為推薦方案1及推薦方案2；
　?、劢⒘藘煞N推薦方案的三維有限元模型，并對其分別進行了底柱及間柱的進一步優(yōu)化，最終得出適合該礦區(qū)深部采場的結(jié)構(gòu)參數(shù)；
　?、軐υ摰V實際實施的原始方案及優(yōu)化后的兩種推薦方案分別進

4、行了三維穩(wěn)定性研究。研究結(jié)果表明：原始方案的底柱穩(wěn)定性較差，特別是，底柱局部應(yīng)力集中嚴(yán)重塑性變形大，間柱（點柱）的穩(wěn)定性良好；優(yōu)化后底柱穩(wěn)定性有了一定程度的改善，特別是點柱位置調(diào)整后，底柱應(yīng)力集中及塑性變形均有不同程度的降低，但底柱局部仍需要加強支護工作；點柱的穩(wěn)定性較原始方案有了大幅度的提高；
　?、莶捎枚喾桨笇Ρ鹊姆椒ǎ趦?yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)基礎(chǔ)之上進行了回采順序的優(yōu)化研究。優(yōu)化結(jié)果表明，盤區(qū)“品”字形連續(xù)開采的工作面布置方式可形