小汪沟铁矿厚矿体高强度开采技术研究

论文摘要

小汪沟铁矿为沉积变质型磁铁矿床,矿体呈似层状产出,走向长150～300m,倾向最大延深400m,厚度20～90m,倾角一般25°～40°。矿体由北向南侧伏,侧伏角为15°-35°。该矿利用侧伏角较小的特点,从上往下分三区回采,设计总生产能力220万t/a,其中下部采区为厚大矿体,设计生产能力150万t/a。由于露天转地下过渡期上、中采区已经超量回采,为保持高产年限,要求下部采区尽可能大的提高生产能力,为此急需研究下部厚矿体的高强度开采技术。本文在进行大量的文献综述的基础上,结合小汪沟铁矿的厚矿体条件与矿山生产实际情况,提出了诱导冒落与强制崩落相结合的无底柱分段崩落法高强度开采方案,即将上盘侧一定高度的中等稳固的矿体诱导冒落,冒落矿石在下部矿体的无底柱分段崩落法回采中得到回收。为此,本文针对小汪沟铁矿条件,以现场调查和室内实验,理论分析和现场工业试验为手段,在稳定性分级的基础上,进行了矿岩的可冒性分析和块度预测,论证了采矿方案的可行性。然后,通过实验测定了散体的流动参数值并依此对采场结构参数进行了优化。根据稳定性分级的结果,结合矿体形态,提出了采准工程布置的优化方案。最后,通过理论分析提出了采空区处理方案并针对空区冒落危害提出了相应的防治对策。本文的部分研究成果已经得到现场工业试验的验证,取得了较好的经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外金属矿山高强度开采技术发展现状
• 1.2.1 国外无底柱分段崩落法发展现状
• 1.2.2 国内无底柱分段崩落法发展现状
• 1.2.3 无底柱分段崩落法结构参数优化的研究现状
• 1.2.4 诱导冒落技术发展现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第2章 矿山地质与开采概况
• 2.1 矿山地质
• 2.1.1 矿区自然地理条件
• 2.1.2 矿区地质条件
• 2.1.3 矿床地质条件
• 2.1.4 水文地质条件
• 2.2 开采概况
• 2.2.1 开采方案
• 2.2.2 采矿方法
• 第3章 小汪沟铁矿岩体稳定性分级
• 3.1 结构面调查及数据整理
• 3.1.1 结构面调查的方法
• 3.1.2 调查结果整理
• 3.2 矿岩点载荷强度测定
• 3.2.1 试验步骤与要求
• 3.2.2 测定数据与数据处理
• 3.3 岩体基本质量指标计算与稳定性分级
• 3.3.1 岩石抗拉强度与抗压强度
• 3.3.2 岩体完整性系数Kv
• 3.3.3 岩体基本质量指标Q
• 3.3.4 岩体稳定性分级
• 3.3.5 岩体基本质量指标Q等值线图
• 3.4 本章小结
• 第4章 深部厚矿体高强度开采方案研究
• 4.1 采矿方法
• 4.1.1 矿岩可冒性分析
• 4.1.2 矿岩块度预测
• 4.1.3 诱导冒落与强制崩落相结合的无底柱分段崩落法
• 4.2 采场结构参数优化
• 4.2.1 小汪沟铁矿散体流动参数测定
• 4.2.2 分段高度确定
• 4.2.3 进路间距确定
• 4.2.4 崩矿步距确定
• 4.3 采准工程
• 4.3.1 采准工程布置优化
• 4.3.2 加快采准施工的技术措施
• 4.4 本章小结
• 第5章 采空区处理与安全生产技术措施
• 5.1 采空区处理
• 5.1.1 空区冒落过程分析
• 5.1.2 空区冒落形式控制
• 5.2 安全生产技术措施
• 5.2.1 空区冒落气流冲击速度估算
• 5.2.2 空区陷落危害分析
• 5.2.3 落块、滚石危害及防治技术
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 6.1 结论
• 参考文献
• 致谢