用沙壩礦中厚急傾斜礦體松軟破碎、埋藏深、價值高,為復(fù)雜難采礦體,針對此類礦體的開采技術(shù)條件,從技術(shù)經(jīng)濟比較初選五種采礦方案。然后針對影響采礦方法優(yōu)劣的14項評價指標的未確知性,利用VC++語言開發(fā)了基于未確知數(shù)學(xué)理論的采礦方法優(yōu)選系統(tǒng),結(jié)合用沙壩礦的工程實際情況,通過計算和分析研究,確定了該類礦體最優(yōu)的采礦方法為人工假頂下向交錯分段充填采礦法。 通過CAD和MIDAS/GTS軟件嚴格按設(shè)計圖紙建立了前期實體模型,將其導(dǎo)入到FALC3D有限差分計算軟件中進行數(shù)值計算,對人工假頂下向交錯分段充填法的人工假頂和采場結(jié)構(gòu)參數(shù)作為一個有機整體進行分析。針對不同參數(shù)方案,分別模擬回采中礦巖位移場、應(yīng)力場和塑性區(qū)的變化情況,確定采場最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為高20m、寬20m。 現(xiàn)場工程應(yīng)用證明,最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的人工假頂下向交錯分段充填法能保證回采作業(yè)的安全性,顯著地提高了礦石回收率,降低了礦石貧化率,及時有效地充填了采空區(qū),減小了采礦成本,擴大了采場生產(chǎn)能力,增加了礦山的綜合效益。 同時,針對該采礦方法的高應(yīng)力脈內(nèi)鑿巖巷道受到爆破震動破壞的情況,運用顆粒流程序PFC2D對動載荷作用下鑿巖巷道的穩(wěn)定性進行了數(shù)值分析,根據(jù)Blastmate III監(jiān)測儀得到現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),選取了3條不同的實測振動速度時程曲線作為動載荷輸入,分別進行了靜力和動力分析。結(jié)果表明：相比于靜態(tài)分析,爆破震動作用下巖體應(yīng)力、位移及塑性區(qū)發(fā)生了更顯著地變化；隨巖體質(zhì)點振動速度增大,巷道圍巖的應(yīng)力、位移及裂紋數(shù)量也明顯增加。為了避免爆破震動誘發(fā)高應(yīng)力脈內(nèi)鑿巖巷道失穩(wěn)冒落,提出了相關(guān)合理的建議。該論文有圖117幅,表39個,參考文獻80篇。
【學(xué)位單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：TD87
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究意義、目的
    1.3 國內(nèi)外研究概況
        1.3.1 中厚急傾斜破碎礦體開采的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究
        1.3.3 動力擾動下巷道圍巖動態(tài)響應(yīng)規(guī)律研究
    1.4 研究方法、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法及內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
2 中厚急傾斜破碎磷礦體采礦方法選擇
    2.1 采礦方法選擇依據(jù)
    2.2 采礦方法初選
        2.2.1 人工假頂下向階段充填采礦法（方案一）
        2.2.2 人工假頂下向同分段充填采礦法（方案二）
        2.2.3 人工假頂下向交錯分段充填采礦法（方案三）
        2.2.4 脈內(nèi)采準上下鑿巖中深孔側(cè)向落礦充填采礦法（方案四）
        2.2.5 脈外脈內(nèi)聯(lián)合采準向上鑿巖中深孔落礦充填法（方案五）
    2.3 采礦方法優(yōu)化選擇
        2.3.1 各采礦方案綜合比較
        2.3.2 未確知測度理論方案優(yōu)選
    2.4 本章小結(jié)
3 采場穩(wěn)定性數(shù)值模擬與參數(shù)優(yōu)化
    3.1 數(shù)值計算方法的選擇
    3.2 基本假設(shè)
    3.3 巖體力學(xué)參數(shù)選取
    3.4 模型的建立
    3.5 模擬計算及結(jié)果分析
        3.5.1 采場頂板穩(wěn)定性分析
        3.5.2 人工假頂穩(wěn)定性分析
        3.5.3 參數(shù)優(yōu)化分析
    3.6 本章小結(jié)
4 中厚急傾斜破碎礦體采礦方法工業(yè)試驗
    4.1 工程應(yīng)用背景
        4.1.1 試驗地點選擇
        4.1.2 試驗礦段開采技術(shù)條件
    4.2 采切工程布置
    4.3 人工假頂設(shè)計與施工
        4.3.1 人工假頂目的
        4.3.2 人工假頂方案設(shè)計
        4.3.3 人工假頂方案現(xiàn)場施工
    4.4 采場回采工藝
        4.4.1 采場鑿巖
        4.4.2 采場爆破
        4.4.3 采場支護
        4.4.4 采場出礦
        4.4.5 采場通風(fēng)
        4.4.6 采場充填
    4.5 現(xiàn)場試驗應(yīng)用效果分析
        4.5.1 采礦直接成本計算
        4.5.2 充填材料成本計算
        4.5.3 1100分段人工假頂成本
        4.5.4 總成本分析
    4.6 本章小結(jié)
5 爆破震動對脈內(nèi)巷道穩(wěn)定性影響分析
    5.1 脈內(nèi)鑿巖巷道受動載荷擾動破壞概況
    5.2 爆破震動效應(yīng)的現(xiàn)場研究
    5.3 數(shù)值計算模型和方案
        5.3.1 顆粒流軟件PFC2D簡介
        5.3.2 PFC2D動力計算步驟
        5.3.3 數(shù)值分析模型
        5.3.4 計算方案
    5.4 爆破震動荷載輸入
        5.4.1 爆破震動速度時程
        5.4.2 爆破震動施加方式
    5.5 模擬計算及結(jié)果分析
        5.5.1 應(yīng)力場分析
        5.5.2 位移場分析
        5.5.3 塑性區(qū)分析
    5.6 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
參加的科研項目及獲得的獎勵

【參考文獻】

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本文編號：2888776