程潮鐵礦礦體的開采逐漸由東向西深部移動(dòng),延伸至選廠下部,為了保護(hù)西區(qū)選廠等地表建(構(gòu))筑物,前期的開采采用了預(yù)留保安礦柱方法。隨著開采深度的不斷增加,保安礦柱所占礦產(chǎn)資源不斷增加,造成大量資源難以回收,因此下一階段將采用崩落法和充填法進(jìn)行開采。針對(duì)這一開采現(xiàn)狀,論文基于協(xié)同開采新理念,運(yùn)用協(xié)同學(xué)理論、系統(tǒng)工程、統(tǒng)計(jì)學(xué)、巖石力學(xué)、數(shù)值模擬、管理學(xué)等理論和工具,開展了程潮鐵礦崩落法和充填法的協(xié)同開采方法及應(yīng)用研究。主要研究工作和結(jié)論如下:(1)從協(xié)同學(xué)理論的原理和特征出發(fā),結(jié)合礦山開采系統(tǒng)的特點(diǎn),分析其研究對(duì)象、應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展趨勢(shì),得出協(xié)同開采是可行的、適用的;并在此基礎(chǔ)上對(duì)崩落法和充填法的協(xié)同開采的協(xié)同模式和評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行研究,為兩種采礦方法協(xié)同開采奠定了理論基礎(chǔ)。(2)運(yùn)用協(xié)同學(xué)理論的序參量原理,構(gòu)建了兩種采礦方法協(xié)同開采的協(xié)同度測(cè)度模型,通過(guò)評(píng)價(jià)整個(gè)開采中系統(tǒng)協(xié)同度的大小,得出充填法由下向水平分層充填變?yōu)榉侄嗡煤蟪涮顣r(shí)系統(tǒng)的協(xié)同度降低了0.186,當(dāng)變?yōu)樯舷蛩匠涮顒t升高了0.065,說(shuō)明采用無(wú)底柱分段崩落法和上向水平分層填充法時(shí),系統(tǒng)的協(xié)同度最高,為最優(yōu)采礦方法。(3)采用數(shù)值模擬的方法,建立兩種采礦方法協(xié)同開采數(shù)值計(jì)算模型,并運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)開采方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)得到的9種開采方案分別進(jìn)行開挖模擬,得出以方案4((先西區(qū)后東區(qū),充填(順序回采),崩落(中間-兩翼))開挖時(shí),選廠的地表沉降最小,隔離礦柱的安全系數(shù)最大,最佳開采方案為方案4。(4)針對(duì)因采礦方法轉(zhuǎn)變,生產(chǎn)的過(guò)程中可能出現(xiàn)的問題,以及影響采場(chǎng)地壓的因素,提出了生產(chǎn)過(guò)程與地壓協(xié)同管理的措施。上述研究成果為兩種采礦方法的協(xié)同開采奠定了理論基礎(chǔ),為協(xié)同開采選出了最佳采礦方法和開采方案,也為生產(chǎn)過(guò)程協(xié)同和地壓管理協(xié)同提出了合理的管理措施,對(duì)程潮鐵礦的下一階段運(yùn)用兩種采礦方法協(xié)同開采有一定的指導(dǎo)意義,也可為類似的礦山提供一些參考。
【學(xué)位單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD861.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 協(xié)同學(xué)理論及其在礦山領(lǐng)域應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 兩種采礦方法并存的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 采礦方法選擇和回采順序研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義
    1.4 研究?jī)?nèi)容
    1.5 研究方法和技術(shù)路線圖
第2章 兩種采礦方法協(xié)同開采理論研究
    2.1 協(xié)同學(xué)理論簡(jiǎn)介
        2.1.1 協(xié)同學(xué)理論的基本原理
        2.1.2 協(xié)同學(xué)理論研究對(duì)象的特征
        2.1.3 協(xié)同學(xué)基本演化方程
    2.2 礦山開采系統(tǒng)
        2.2.1 礦山開采系統(tǒng)的構(gòu)成
        2.2.2 礦山開采系統(tǒng)的外部聯(lián)系
    2.3 協(xié)同開采適用性分析
        2.3.1 研究對(duì)象分析
        2.3.2 應(yīng)用領(lǐng)域分析
        2.3.3 發(fā)展趨勢(shì)分析
    2.4 兩種采礦方法協(xié)同開采
        2.4.1 兩種采礦方法協(xié)同開采理念
        2.4.2 兩種采礦方法協(xié)同開采基本模式
        2.4.3 兩種采礦方法協(xié)同開采評(píng)價(jià)機(jī)制
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于協(xié)同度測(cè)度模型的采礦方法選擇
    3.1 程潮鐵礦開采現(xiàn)狀以及可行性方案初選
        3.1.1 程潮鐵礦礦體開采現(xiàn)狀
        3.1.2 可行性采礦方案初選
    3.2 兩種采礦協(xié)同開采協(xié)同度測(cè)度模型的建立
        3.2.1 協(xié)同開采序參量的確定
        3.2.2 協(xié)同開采系統(tǒng)有序度模型
        3.2.3 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型
    3.3 協(xié)同開采協(xié)同度測(cè)度模型數(shù)據(jù)處理
        3.3.1 各子系統(tǒng)序參量分量指標(biāo)數(shù)據(jù)的確定
        3.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理
        3.3.3 序參量指標(biāo)權(quán)重的確定
    3.4 兩種采礦方法協(xié)同開采協(xié)同度測(cè)度
        3.4.1 復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度測(cè)度
        3.4.2 測(cè)度結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 兩種采礦方法協(xié)同開采方案優(yōu)化研究
    4.1 程潮鐵礦地質(zhì)條件
        4.1.1 礦山地理位置及地質(zhì)特征
        4.1.2 礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)
    4.2 數(shù)值計(jì)算模型的建立
        4.2.1 典型斷面的選擇
        4.2.2 模型的建立
        4.2.3 模型的應(yīng)力邊界條件和位移邊界條件
        4.2.4 本構(gòu)模型的選擇
        4.2.5 巖石力學(xué)參數(shù)
    4.3 開采方案優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        4.4.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果
        4.4.2 地表垂直位移分析
        4.4.3 隔離礦柱安全系數(shù)分析
        4.4.4 開采方案優(yōu)化選擇
        4.4.5 最優(yōu)方案開挖完后采場(chǎng)穩(wěn)定性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 兩種采礦方法協(xié)同開采生產(chǎn)與地壓協(xié)同管理
    5.1 生產(chǎn)過(guò)程協(xié)同管理
        5.1.1 生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問題
        5.1.2 生產(chǎn)過(guò)程協(xié)同管理措施
    5.2 地壓協(xié)同管理
        5.2.1 影響地壓的主要因素
        5.2.2 地壓協(xié)同管理措施
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
致謝
詳細(xì)摘要

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2830857