礦山露天開采最終境界一般采用類比經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行確定,該法僅以經(jīng)驗(yàn)作為參考,存在很大的盲目性,沒有明確的科學(xué)依據(jù)。為了更加科學(xué)的確定鰲頭鋁土礦Ⅵ號礦體最終境界,使其能夠經(jīng)濟(jì)又安全的生產(chǎn)開采,本文從礦山地質(zhì)條件入手,對該礦體范圍內(nèi)的各地層進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查,通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法測得了Ⅵ號礦體各地層的平均抗拉、抗壓強(qiáng)度,并對其進(jìn)行了儲(chǔ)量估算,為最終開采境界的確定提供了基礎(chǔ)依據(jù),借助3DMine和Design-expert軟件優(yōu)選出了最優(yōu)最終邊坡角和開采深度,最后通過FLAC3D數(shù)值對其進(jìn)行驗(yàn)算。論文完成的工作及取得的主要結(jié)論如下:(1)調(diào)查了鰲頭鋁土礦Ⅵ號礦體的礦體賦存條件和水文、工程地質(zhì)條件,確定Ⅵ號礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀,礦體沿走向長202m,沿傾向?qū)?12m,礦厚0.90m～4.83m,平均2.53m。A/S2.6～3.0,平均2.9。礦體傾向北北西,傾角10°～20°。礦體埋深23.06m～59.46m,賦存標(biāo)高+327.34m～+380.40m,礦區(qū)內(nèi)富水性差,地下水補(bǔ)給條件差屬干旱缺水區(qū)。(2)對礦區(qū)范圍內(nèi)各礦體進(jìn)行了儲(chǔ)量估算,現(xiàn)保有資源儲(chǔ)量中,(111b)類10.18萬噸,(122b)類40.77 萬噸,(333)類 79.55 萬噸。(3)借助3Dmine數(shù)值軟件建立了Ⅵ號礦體的現(xiàn)階段開采三維模型,按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到該礦體的經(jīng)濟(jì)合理剝采比,借助Design-expert對不同開采深度和邊坡角的情況進(jìn)行響應(yīng)分析,以安全系數(shù)和剝采比作為限制條件,得到最佳開采深度420米,最合理的最終境界邊坡角為48°。(4)通過室內(nèi)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)得到了鰲頭露天礦Ⅵ號礦體各地層的巖石力學(xué)參數(shù),其中二疊下統(tǒng)山西組的平均抗壓強(qiáng)度為4.05MPa、上石炭統(tǒng)太原組的平均抗壓強(qiáng)度為4.83MPa、上石炭統(tǒng)太原組的平均抗壓強(qiáng)度為5.54MPa、寒武系崮山組的平均抗壓強(qiáng)度為4.17MPa;表土層的粘聚力內(nèi)摩擦角分別為63.2KPa、18.5°,二疊下統(tǒng)山西組的粘聚力內(nèi)摩擦角分別為263.1KPa、35.2°、上石炭統(tǒng)太原組的粘聚力內(nèi)摩擦角分別為318.8KPa、38.5°、上石炭統(tǒng)太原組的粘聚力內(nèi)摩擦角分別為289.5KPa、30.6°、寒武系崮山組的粘聚力內(nèi)摩擦角分別為321KPa、38.7°。(5)聯(lián)合SURPAC、ANSYS和FLAC3D對露天礦Ⅵ號礦體采場因開采對邊坡造成的影響進(jìn)行數(shù)值模擬分析,結(jié)果顯示:X=150截面,Y方向最大應(yīng)力為37.639KPa,位于邊坡頂部,左邊坡Y方向最大位移為0.46804mm,位于邊坡頂部,右邊坡Y方向最大位移為0.3977mm,位于邊坡頂部。Y=100截面,X方向最大應(yīng)力為50KPa,位于邊坡頂部,左邊坡X方向最大位移為0.32305mm,位于邊坡頂部;右邊坡X方向最大位移為0.2736mm,位于邊坡頂部,無塑性區(qū)�？傮w而言邊坡不存在具有危害性的安全隱患,最終露采境界邊坡穩(wěn)定,采用前面確定的最終露采境界可行。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD854;TD862.5
【部分圖文】：

礦區(qū)西７ｋｍ為焦枝鐵路，礦區(qū)東２１ｋｍ為２０７國道。礦區(qū)范圍內(nèi)有簡易公路向東通逡逑石道鄉(xiāng)，石道鄉(xiāng)至登封市１２ｋｍ，有公路相通。向西有柏油路通臨汝鎮(zhèn)，交通較為便利逡逑（詳見交通位置

兩種情況下的剝采比和穩(wěn)定性系數(shù)，其中剝采比是通過３ＤＭｉｎｅ在不同開采深度和邊坡逡逑角計(jì)算下的平均剝采比，穩(wěn)定性系數(shù)是通過極限平衡法算出選定的最陡的勘探線剖面穩(wěn)逡逑定性系數(shù)，選取的具體剝面邊坡位置圖如圖４．１所示，最終得到如表４．１以及表４．２的試逡逑驗(yàn)結(jié)果：逡逑Ｉ邐２邋２邋ｓ邋４邐＇逡逑ｌ邐￡線線探逡逑勘邐線逡逑丨探逡逑線逡逑圖４．１邋ＶＩ號礦體簡易勘探線圖逡逑表４．１不同開采深度和邊坡角下的剝懫比邐單位：ｍ３／ｍ３逡逑開懫深度邋邐邊坡角邐逡逑（ｍ）邐４６＾邐４Ｔ邐５０°逡逑４３０邐７．９４邐７．１５邐６．８３逡逑２７逡逑

１．０６逡逑根據(jù)上述結(jié)果，懫用Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ計(jì)算不同邊坡角、不同^u懫深度、不同剝懫比的逡逑響應(yīng)面公式，把ＦＳ＝１．２和經(jīng)濟(jì)合理剝采比為８．４２作為限制條件，找到響應(yīng)面，如圖４．２逡逑為最優(yōu)位置圖。逡逑安全系數(shù)逡逑４８．４０邐Ｈ逡逑９５＊ｔａｗ？逡逑９５％ＣｌＨｉ｜ｈ邐Ｉ邋＾２）？４逡逑Ｈ邋９￥ＳＰＩＮｉｆｂ邐Ｉ邋７１０ＩＴ逡逑Ｈ邋ＳＥＭｒｖ邐ＯＯＯＭ４５；逡逑４６．００邐ＳＥＰｉｆ＾逡逑Ｉ邐Ｈ邋ＸＩ邐Ｉ逡逑１４５－２°邐？N襄義希矗矗矗板危懾義希矗玻福板危義希矗玻埃板義希矗保

本文編號：2821129