夏甸金矿倾斜中厚矿体低贫损分段崩落法研究

论文摘要

岩金矿床在我国分布较广，随着开采深度的增加和国民经济对黄金需求量的增大，越来越需要开发安全高效采矿方法。虽然在迄今为止的采矿方法理论研究与矿山生产实践中，对岩金矿床高效开采领域进行了许多研究，但一直忽视了无底柱分段崩落法，使这一安全高效采矿方法未能在岩金矿床得到实际应用。究其原因，主要是无底柱分段崩落法开采岩金矿床的工艺技术没有得到合理解决，传统工艺技术的崩落法矿石损失贫化较大，从而使岩金矿床一直成为无底柱分段崩落法的应用禁区。 本文在研究散体流动规律与无底柱分段崩落法低贫损开采模式的基础上，针对夏甸金矿倾斜中厚矿体条件，进一步改进了无底柱分段崩落法的采场结构与落矿、放矿方式。研究应用自落顶、设置回收进路与保持三个分段回采的采场结构，适应岩金矿床一般矿体铅直厚度较小的特点；应用数值模拟方法，研究了岩体变形、移动和破坏规律，揭示了诱导空区顶板冒落的机理；用中深孔与浅孔两种落矿方法，解决矿体边界多变条件下的净洁落矿技术；用两种放矿方式——回收进路截止品位放矿、其他进路按放出量控制放出——控制矿石损失贫化率，由此形成了适应岩金矿床开采条件的无底柱分段崩落法新方案。新方案在夏甸金矿得到了实际应用。 夏甸金矿Ⅶ号矿体为一典型的岩金矿床，矿岩节理裂隙发育，矿体埋藏深、倾斜中厚。原来采用干式充填法开采，在生产中存在着安全条件差、生产效率低和矿石损失大等诸多问题。应用本文改进的无底柱分段崩落法新方案，取代干式充填法，同时针对Ⅶ号中厚矿体的具体条件，解决了安全高效开采的工艺、技术问题：针对矿岩硬度与稳固性特点，研究了采动地压控制方法；基于夏甸金矿散体移动规律与矿岩容易冒落的特性，提出了诱导顶板围岩冒落形成覆盖层的方法；根据矿体产状，提出了根据上分段矿体边界设置回收进路的方法。由此，形成了小结构参数和组合式落矿、放矿方式的的无底柱分段崩落实用新方案。新方案较好地解决了岩金矿床倾斜中厚矿体应用无底柱分段崩落法矿石损失贫化大的弊端，同时较好地保持了无底柱分段崩落法采场结构简单、安全条件好、机械化程度高和生产能力大的优点。该方案在夏甸金矿实施三年以来，避免了矿山常年发生的采场安全事故，提高了采场生产能力，创造了巨大的经济效益，取得了良好的应用效果。 理论研究与在夏甸金矿的实际应用表明，本文提出的由诱导冒落、设回收进路、不小于三分段回收的采场结构与组合式落矿、放矿方式构成的无底柱分段崩落新方案，可成为一种高回采率、高效率和贫化率得到有效控制的采矿方法，用于贵金属矿床的地下开采。本文研究成果，拓宽了无底柱分段崩落法的应用范围，在国内外金属矿山具有广

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景与意义
• 1.2 分段崩落法研究应用现状
• 1.2.1 低贫损开采研究应用情况
• 1.2.2 崩落法放矿理论研究进展
• 1.2.3 采场地压与控制方法研究现状
• 1.2.4 采空区冒落规律与处理技术
• 1.3 岩金矿床应用分段崩落法面临的问题
• 1.4 选题依据与研究思路
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 夏甸金矿无底柱分段崩落法开采方案研究
• 2.1 矿床地质与开采技术条件
• 2.2 原采矿方法存在的问题
• 2.3 采矿方法的改进
• 2.3.1 对采矿方法的要求
• 2.3.2 现有问题的解决对策
• 2.4 夏甸金矿Ⅶ号矿体开采方案研究
• 2.5 本章小结
• 第三章 倾斜中厚矿体损失贫化控制方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 端部放矿废石混入过程
• 3.2.1 散体移动规律
• 3.2.2 废石混入过程
• 3.3 散体流动规律室内模拟实验研究
• 3.3.1 矿岩掺杂过程与发生掺杂部位的实验
• 3.3.2 下盘残留体实验
• 3.3.3 崩落法放出体实验
• 3.3.4 实验结果分析
• 3.4 放矿方式的优化
• 3.5 采场结构的改进
• 3.6 回收进路的设置
• 3.7 本章小结
• 第四章 散体流动参数实验与结构参数优选
• 4.1 端部放矿崩落矿岩移动规律
• 4.2 散体流动参数实验研究
• 4.2.1 实验材料制备与实验模型
• 4.2.2 端部放矿实验数据
• 4.2.3 实验放出体形态与散体流动参数
• 4.2.4 实验结果分析
• 4.3 倾斜中厚矿体采场结构参数优选
• 4.3.1 分段高度的确定方法
• 4.3.2 组合放矿条件下进路间距的优选
• 4.3.3 崩矿步距的寻优
• 4.4 回收进路的确定方法研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 岩体变形移动和破坏规律的数值模拟
• 5.1 引言
• 5.2 计算模型
• 5.2.3 模型的建立
• 5.3 模拟计算结果及分析
• 5.3.1 应力分析
• 5.3.2 位移分析
• 5.3.3 塑性区分析
• 5.4 小结
• 第六章 形态复杂矿体落矿方法研究
• 6.1 中深孔爆破机理相似材料模拟试验
• 6.1.1 试验条件及过程
• 6.1.2 试验结果
• 6.1.3 机理分析
• 6.1.4 试验结论
• 6.2 中深孔落矿工艺参数改进
• 6.2.1 边孔角的确定方法
• 6.2.2 炮孔布置形式
• 6.2.3 爆破效果的改善
• 6.2.4 预装药技术
• 6.3 组合落矿方法的试验研究
• 6.4 本章小结
• 第七章 地压活动规律与控制方法研究
• 7.1 引言
• 7.2 采场地压及其控制方法
• 7.2.1 地压显现特点
• 7.2.2 采场地压活动规律
• 7.2.3 采场地压控制方法
• 7.3 采准巷道掘进与支护方法研究
• 7.3.1 采准巷道的失稳和控制
• 7.3.2 采准巷道的布置
• 7.3.3 简易光面爆破的试验研究
• 7.3.4 采准巷道的支护
• 7.4 卸压开采及其应用研究
• 7.4.1 卸压开采的机理
• 7.4.2 卸压开采方法
• 7.4.3 卸压开采的工艺
• 7.5 本章小结
• 第八章 采空区冒落规律与控制方法研究
• 8.1 引言
• 8.2 采空区冒落过程分析
• 8.2.1 岩体结构面与冒落形式
• 8.2.2 采空区临界冒落面积分析
• 8.2.3 采空区顶板可冒性分析
• 8.2.4 采空区顶板冒落过程分析
• 8.3 采空区冒落形式的控制
• 8.4 采空区冒落危害与防治措施研究
• 8.4.1 冒落气浪危害及数学模型
• 8.4.2 绕流模型的冲击气浪估算
• 8.5 采空区处理方法研究
• 8.5.1 诱导冒落法处理方案
• 8.5.2 冒落过程的控制
• 8.6 采空区引起地表沉陷程度的预估
• 8.7 本章小结
• 第九章 低贫损分段崩落法在夏甸金矿的应用
• 9.1 方案的实施及效果
• 9.2 岩体冒落规律监测
• 9.2.1 分段冒落过程监测
• 9.2.2 监测巷端部冒落过程
• 9.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 作者从事科学研究和学习经历简介