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急倾斜薄矿体开采方法与安全技术研究

作　者: 王江
导　师: 赵国彦
学　校: 中南大学
专　业: 采矿工程
关键词: 急倾斜薄矿体贫化率损失率中深孔 FLAC数值模拟 LS-DYNA数值模拟
分类号: TD853.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 32次
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内容摘要

针对矿山急倾斜薄矿体开采过程中普遍存在的损失贫化率高、采场生产能力低等问题,本文以现场实地调查、查阅国内外相关类似工程文献资料、FLAC-3D数值软件、LS-DYNA数值软件作为研究手段,结合具体矿山地质资料,开展了新型采矿技术研究,完成了以下几个方面的研究工作：1)对矿山目前开采技术存在的贫化损失过大的问题进行了深入调查研究,较为全面地总结了影响薄矿脉矿石贫化损失的因素,为一下步新型采矿技术的研究工作做铺垫。2)在总结国内外类似矿体开采工艺的基础上,提出了无底柱水平中深孔分段空场法和无底柱中深孔分段空场法两种采矿方案。通过对比分析各采矿方案优缺点,初步选定了无底柱水平中深孔分段空场法作为矿山新型采矿试验方案。3)总结和分析了国内外中小型矿山所使用的主要生产设备优缺点,结合矿山工程背景,提出了矿山改进生产工艺所需的具体生产设备型号。4)运用FLAC-3D软件实现了对采场在不同采场跨度下地压分布规律的模拟,通过总结分析采场地压灾害机理和治理地压灾害方面的工程经验,为采场地压管理提供参考意见。5)参考和借鉴国内外类似矿山爆破工艺参数和工程经验,对炮孔布置形式、最小抵抗线、孔距等爆破参数进行了初步设计；并运用LS-DYNA软件实现了不同装药结构边孔爆破模拟优化。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景和研究意义  9-11
    1.1.1 研究背景  9-11
    1.1.2 研究意义  11
  1.2 急倾斜薄矿体采矿技术发展现状  11-14
    1.2.1 浅孔留矿法  11-12
    1.2.2 干式充填采矿法  12-13
    1.2.3 分段空场法  13-14
  1.3 研究内容  14-15
2 抱伦金矿急倾斜薄富矿体采矿方法研究  15-34
  2.1 抱伦金矿概况  15
  2.2 矿区地质  15-16
    2.2.1 矿区地层  15-16
    2.2.2 矿区地质构造特征  16
    2.2.3 矿体产状特征和分布  16
  2.3 矿山开采历史  16-17
  2.4 现用采矿方法简介  17-19
  2.5 开采过程中存在的问题  19-20
  2.6 新采矿方案设计  20-25
    2.6.1 试验矿体开采技术条件  20
    2.6.2 可行的采矿方法综述  20-24
    2.6.3 两种采矿方案技术经济比较  24-25
  2.7 生产设备引进  25-33
    2.7.1 凿岩设备引进  25-30
    2.7.2 装载设备引进  30-31
    2.7.3 测量设备引进  31-33
    2.7.4 设备投资费用估算  33
  2.8 本章小结  33-34
3 无底柱中深孔分段空场法技术研究和地压控制  34-54
  3.1 采场结构参数计算  34-37
    3.1.1 力学分析法  34-36
    3.1.2 经验法  36-37
  3.2 基于FLAC-3D采场地压研究  37-51
    3.2.1 FLAC-3D软件简介  37-38
    3.2.2 模拟方案  38-39
    3.2.3 建立数值模拟模型  39-41
    3.2.4 数值模拟结果分析  41-51
  3.3 采场地压灾害原理和控制  51-53
    3.3.1 矿山灾害性地压机理  51-52
    3.3.2 地压活动特征与规律  52-53
    3.3.3 地压控制措施  53
  3.4 本章小结  53-54
4 急倾斜薄矿体中深孔爆破工艺研究  54-76
  4.1 中深孔爆破参数计算  54-58
    4.1.1 炮孔布置形式  54
    4.1.2 炮孔直径  54-55
    4.1.3 炮孔深度  55
    4.1.4 最小抵抗线  55-56
    4.1.5 炮孔间距  56
    4.1.6 炸药单耗与单孔装药量  56-57
    4.1.7 炮孔堵塞长度  57
    4.1.8 微差时间  57-58
  4.2 基于LS-DYNA的边孔装药计算优化  58-74
    4.2.1 LS.DYNA程序简介  58
    4.2.2 边孔装药结构设计  58-60
    4.2.3 边孔爆破计算模型  60-63
    4.2.4 爆破介质模型与参数  63-64
    4.2.5 模拟结果分析  64-74
  4.3 本章小结  74-76
5 结论与展望  76-78
  5.1 结论  76
  5.2 创新点  76-77
  5.3 展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
攻读硕士期间发表的学术论文及成果  83

急倾斜薄矿体开采方法与安全技术研究

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