分段空場嗣后充填采場結構參數優(yōu)化試驗與理論研究.pdf

1、永平銅礦露天轉地下開采工作正在進行，根據設計要求，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，設計的采礦方法為分段空場法嗣后充填，由于原設計為方案型的，因此，具體實施過程中急需結合工程實際情況對礦柱穩(wěn)定性及相關采礦工藝參數進行優(yōu)化，以滿足實際生產的要求。
　　為此，本文通過基礎資料收集、現(xiàn)場勘查、室內試驗、理論分析、數值計算等方法及手段，對采場結構參數進行了優(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、要研究內容如下：
　?。?）現(xiàn)場調查收集了永平銅礦礦區(qū)地質、地質構造、結構面特征、礦體賦存特征、水文地質等資料。
　?。?）通過現(xiàn)場調查及室內巖石力學試驗，對礦區(qū)典型礦巖性質進行了系統(tǒng)研究，結合巖石力學結果，采用廣義Hoek-Brown準則對巖石力學參數進行折減，得到永平銅礦井下主要礦巖體強度參數。
　?。?）現(xiàn)場取回尾砂樣進行了含水率測試，并制備成標準膠結充填體試件，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，得到膠結充填體強度參數。
　　（4）將松散介質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，分析了松散介質下階段礦柱的承載機理，推導了階段礦柱上部松散介質荷載的通用計算公式。借助巖石張拉失穩(wěn)判據，推導了松散介質載荷下階段礦柱臨界破壞時階段礦柱最小預留安全厚度的計算公式，根據工程實際及試驗得到了基礎數據，計算了階段礦柱最小預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)尺寸的數值解。
　　（6）綜合理論分析和數值計算，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，對礦房底部由原設計的散體充填改為1:4膠結充填進行數值模擬，并對膠結充填體的分布和高度進行優(yōu)化。
　?。?）采用數值模擬的方法對礦房、礦柱尺寸、回采順序、間礦內膠結