本文選題：充填采礦 + 優(yōu)化配比�。� 參考：《江西理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著深部開采的進(jìn)展,原來(lái)的采礦工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有產(chǎn)量和安全的需要,無(wú)底柱分段崩落法遺留下來(lái)的空區(qū)將成為安全隱患。因此充填采礦法的結(jié)合使用,既可以處理大量空區(qū)、控制采場(chǎng)地壓,也為尾礦處理、資源的綜合利用提供了解決途徑。充填體強(qiáng)度是治理空區(qū)保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素,所以深入研究充填料漿的配比、濃度,是保證充填治理效果、控制生產(chǎn)成本的核心問(wèn)題。本文主要進(jìn)行了充填體單軸壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn),結(jié)合等效強(qiáng)度理論、能量匹配等進(jìn)行理論驗(yàn)證,輔以數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法,對(duì)某鐵礦深部充填體強(qiáng)度和力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了研究,內(nèi)容和結(jié)論如下:根據(jù)對(duì)充填物料進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果,再綜合礦山的實(shí)際生產(chǎn)要求、充填料漿的輸送、生產(chǎn)成本等諸多因素,最終決定采用濃度為70%、砂灰比值為6的配料進(jìn)行充填。通過(guò)運(yùn)用充填體損傷過(guò)程中的應(yīng)變等價(jià)原理、充填體與圍巖的能量合理匹配及圍巖作用下的充填體力學(xué)模型可靠性分析三種理論,對(duì)充填體所需要的理論強(qiáng)度與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得出試驗(yàn)最優(yōu)方案與理論計(jì)算的結(jié)果基本吻合。因此實(shí)驗(yàn)室得出的最優(yōu)參數(shù)可以作為實(shí)際充填作業(yè)的參考依據(jù)。針對(duì)某鐵礦深部礦體開采情況及充填治理后的效果進(jìn)行了模擬分析,運(yùn)用FLAC3D進(jìn)行綜合模擬,以-382.5中段2-4空區(qū)及4-6空區(qū)作為研究的主體對(duì)象,展開深部開采及充填體穩(wěn)定性研究,得出深部礦體開采后,空區(qū)頂板的的穩(wěn)定性較好,而空區(qū)的兩側(cè)幫圍巖則相對(duì)稍差�？諈^(qū)充填作業(yè)完成以后,充填體發(fā)揮作用,空區(qū)頂部的應(yīng)力集中現(xiàn)象得到緩解,空區(qū)側(cè)幫的圍巖拉應(yīng)力出現(xiàn)降低,部分區(qū)域的拉應(yīng)力消失,空區(qū)周圍各個(gè)區(qū)域的圍巖移動(dòng)程度都出現(xiàn)了降低趨勢(shì)。由此可得,膠結(jié)充填方案的配比及充填體強(qiáng)度滿足治理空區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用圍巖二次應(yīng)力監(jiān)測(cè)和地表變形監(jiān)測(cè)手段對(duì)采場(chǎng)開挖及充填后的效果進(jìn)行分析。從應(yīng)力—時(shí)間圖像的變化趨勢(shì)對(duì)采場(chǎng)的受擾動(dòng)情況、充填作業(yè)以后應(yīng)力重新分布的情況進(jìn)行了對(duì)比,同時(shí)和地表變形監(jiān)測(cè)的位移數(shù)據(jù)相結(jié)合,結(jié)果證明監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合,充分證實(shí)了實(shí)驗(yàn)室得出的充填配比方案可行,達(dá)到了證明充填作業(yè)達(dá)到了治理空區(qū)的目的,可以保障后續(xù)作業(yè)的安全進(jìn)行。
[Abstract]:With the development of deep mining, the original mining technology can no longer meet the existing production and safety needs, and the empty area left over by sublevel caving without bottom pillar will become a hidden danger of safety.Therefore, the combined use of filling mining method can not only deal with a large number of empty areas, control mining site pressure, but also provide a solution for tailings treatment and comprehensive utilization of resources.The strength of filling body is the key factor to ensure safe production in the control of empty area, so it is the core problem to deeply study the proportion and concentration of filling slurry to ensure the effect of filling treatment and control the production cost.In this paper, uniaxial compression test, shear test, triaxial compression test, combined with the theory of equivalent strength and energy matching, are mainly carried out to verify the theory, supplemented by numerical simulation and field monitoring methods.This paper studies the strength and mechanical effect of a deep filling body in an iron mine. The contents and conclusions are as follows: according to the results of uniaxial compressive strength test, shear test and other strength tests, the actual production requirements of the mine are synthesised.Many factors, such as transportation of filling slurry and production cost, are finally decided to use the mixture with concentration of 70 and sand / ash ratio of 6.By applying the principle of strain equivalence in the process of backfill damage, the three theories of energy matching between backfill and surrounding rock and reliability analysis of backfill physical model under the action of surrounding rock are presented.The theoretical strength and the experimental results are compared and analyzed, and the results of the optimal scheme are in good agreement with the theoretical calculation.Therefore, the optimal parameters obtained from the laboratory can be used as a reference for practical filling operations.According to the mining situation of the deep ore body of a certain iron mine and the effect of the filling treatment, the comprehensive simulation is carried out by using FLAC3D, and the deep mining and the stability of the filling body are studied by taking the 2-4 empty area and 4-6 hollow area in the middle segment of -382.5 as the main objects of the study.It is concluded that the stability of the roof of the hollow area is better than that of the surrounding rock on both sides of the hollow area after the deep ore body is mined.After the filling operation of the empty area, the filling body plays a role, the stress concentration at the top of the empty area is alleviated, the tensile stress of surrounding rock of the side side of the empty area decreases, and the tensile stress of some areas disappears.The surrounding rock movement degree of each area around the empty area has a decreasing trend.It can be concluded that the ratio and strength of cemented filling meet the standard of controlling empty area.The secondary stress monitoring and surface deformation monitoring of surrounding rock are used to analyze the effect of excavation and filling in stope.According to the changing trend of stress-time image, the disturbance of stope and the redistribution of stress after filling operation are compared, and combined with the displacement data of surface deformation monitoring.The results show that the monitoring data are in good agreement with the numerical simulation results, which fully confirm the feasibility of the filling ratio scheme obtained by the laboratory, which can prove that the filling operation achieves the purpose of controlling the empty area and can ensure the safety of the subsequent work.
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD853.34;TD861.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1749609