下向分级尾砂胶结充填法采场结构参数优化试验与数值模拟.rar
下向分级尾砂胶结充填法采场结构参数优化试验与数值模拟,摘要随着人类对矿产品需求的不断增加，矿产资源变得越来越少。如何合理、高效、经济、安全地进行矿产资源开发利用，降低资源的损失，减少矿石的贫化，提高矿石的质量，是矿产资源开发者共同关心的问题。充填采矿法以其高回收率、低贫化率的优点，在开采较高价值的难采矿床中取得了突破性进展，出现了无轨机械化胶结充填采矿法(上向分层和下向进...
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摘要
随着人类对矿产品需求的不断增加，矿产资源变得越来越少。如何合理、
高效、经济、安全地进行矿产资源开发利用，降低资源的损失，减少矿石的
贫化，提高矿石的质量，是矿产资源开发者共同关心的问题。
充填采矿法以其高回收率、低贫化率的优点，在开采较高价值的难采矿
床中取得了突破性进展，出现了无轨机械化胶结充填采矿法(上向分层和下
向进路)，点柱充填采矿法，分段充填采矿法，大孔径阶段空场嗣后尾砂胶
结(块石胶结)充填采矿法等。同时，计算机广泛应用于充填体与围岩互相力
学作用机理方面的研究，为设计和生产提供依据。
下向进路式胶结尾砂充填采矿法进路断面的扩大是我国金属矿山面临
的紧迫问题，直接关系到矿山的产量，目前对这一问题的研究仍处于广泛探
讨之中。武山铜矿正进行5000吨/日生产能力技术改造，现有的采矿生产能
力远不能满足设计生产能力的需要。主要原因之一是矿山现有的下向分层进
路式采矿法工艺复杂，采幅小、效率低。根据中国有色冶金设计研究总院设
计，下向分层进路式采矿生产能力要求达到3000吨/日，推荐采用大断面分
级尾砂胶结充填开采。如何满足扩展后，在分级尾砂胶结体下进行大断面安
全开采，并能获得较好的技术经济效果，是急需解决的问题。
本文结合武山铜矿南矿带-210m中段试验采场，从采场充填体的力学特
性出发，在实验室对充填体的物理力学性质进行试验研究，并进行现场充填
体位移测试，确定充填体的下沉特点；最后，用FLAC-3D进行不同的采场
结构参数进行数值模拟，得出武山铜矿采用下向分级尾砂胶结充填时最合理
的采场结构参数，为矿山的设计、生产提供依据。
关键词：下向进路式；尾砂胶结；充填法；进路参数；数值模拟
第一章绪论......................................................................................................
1.1前言..........................................................................................................
1.2尾砂胶结充填采矿技术的国内外研究现状及研究方向......................
1.2.1充填试验研究方向及发展................................................................
1.2.2充填采矿的发展方向........................................................................
1.3尾砂充填体强度影响因素......................................................................
1.4胶结充填体与采场围岩相互作用的力学机理的研究..........................
1.5论文研究的目的和主要内容..................................................................
第二章矿床开采..............................................................................................
2.1前言..........................................................................................................
2.2试验采场地质概况..................................................................................
2.3试验采场原有采矿工艺..........................................................................
2.3.1采矿方法及其演变过程....................................................................
2.3.2采准工程布置...................................................................................
2.3.3回采工艺...........................................................................................
2.3.4假顶铺设及充填工艺.......................................................................
2.3.5经济技术指标...................................................................................
2.4小结...........................................................................................................
第三章胶结充填体力学状态的现场试验......................................................
3.1前言..........................................................................................................
3.2试验采场开采技术条件及回采工艺......................................................
3.3采场地压观测的目的和方法..................................................................
3.3.1采场地压观测的目的.......................................................................
3.3.2观测的内容及方法............................................................................
3.4观测结果..................................................................................................
3.5充填体力学的显现特征..........................................................................
3.6本章小结..................................................................................................
第四章尾砂胶结充填体的物理力学性质试验研究......................................
4.1前言...........................................................................................................
4.2充填体的取样..........................................................................................
4.3充填体的物理力学性质试验..................................................................
4.3.1试验内容及试验标准........................................................................
4.3.2试验方法............................................................................................
4.4本章小结..................................................................................................
第五章下向分级尾砂胶结充填法采场结构参数力学优化..............
随着人类对矿产品需求的不断增加，矿产资源变得越来越少。如何合理、
高效、经济、安全地进行矿产资源开发利用，降低资源的损失，减少矿石的
贫化，提高矿石的质量，是矿产资源开发者共同关心的问题。
充填采矿法以其高回收率、低贫化率的优点，在开采较高价值的难采矿
床中取得了突破性进展，出现了无轨机械化胶结充填采矿法(上向分层和下
向进路)，点柱充填采矿法，分段充填采矿法，大孔径阶段空场嗣后尾砂胶
结(块石胶结)充填采矿法等。同时，计算机广泛应用于充填体与围岩互相力
学作用机理方面的研究，为设计和生产提供依据。
下向进路式胶结尾砂充填采矿法进路断面的扩大是我国金属矿山面临
的紧迫问题，直接关系到矿山的产量，目前对这一问题的研究仍处于广泛探
讨之中。武山铜矿正进行5000吨/日生产能力技术改造，现有的采矿生产能
力远不能满足设计生产能力的需要。主要原因之一是矿山现有的下向分层进
路式采矿法工艺复杂，采幅小、效率低。根据中国有色冶金设计研究总院设
计，下向分层进路式采矿生产能力要求达到3000吨/日，推荐采用大断面分
级尾砂胶结充填开采。如何满足扩展后，在分级尾砂胶结体下进行大断面安
全开采，并能获得较好的技术经济效果，是急需解决的问题。
本文结合武山铜矿南矿带-210m中段试验采场，从采场充填体的力学特
性出发，在实验室对充填体的物理力学性质进行试验研究，并进行现场充填
体位移测试，确定充填体的下沉特点；最后，用FLAC-3D进行不同的采场
结构参数进行数值模拟，得出武山铜矿采用下向分级尾砂胶结充填时最合理
的采场结构参数，为矿山的设计、生产提供依据。
关键词：下向进路式；尾砂胶结；充填法；进路参数；数值模拟
第一章绪论......................................................................................................
1.1前言..........................................................................................................
1.2尾砂胶结充填采矿技术的国内外研究现状及研究方向......................
1.2.1充填试验研究方向及发展................................................................
1.2.2充填采矿的发展方向........................................................................
1.3尾砂充填体强度影响因素......................................................................
1.4胶结充填体与采场围岩相互作用的力学机理的研究..........................
1.5论文研究的目的和主要内容..................................................................
第二章矿床开采..............................................................................................
2.1前言..........................................................................................................
2.2试验采场地质概况..................................................................................
2.3试验采场原有采矿工艺..........................................................................
2.3.1采矿方法及其演变过程....................................................................
2.3.2采准工程布置...................................................................................
2.3.3回采工艺...........................................................................................
2.3.4假顶铺设及充填工艺.......................................................................
2.3.5经济技术指标...................................................................................
2.4小结...........................................................................................................
第三章胶结充填体力学状态的现场试验......................................................
3.1前言..........................................................................................................
3.2试验采场开采技术条件及回采工艺......................................................
3.3采场地压观测的目的和方法..................................................................
3.3.1采场地压观测的目的.......................................................................
3.3.2观测的内容及方法............................................................................
3.4观测结果..................................................................................................
3.5充填体力学的显现特征..........................................................................
3.6本章小结..................................................................................................
第四章尾砂胶结充填体的物理力学性质试验研究......................................
4.1前言...........................................................................................................
4.2充填体的取样..........................................................................................
4.3充填体的物理力学性质试验..................................................................
4.3.1试验内容及试验标准........................................................................
4.3.2试验方法............................................................................................
4.4本章小结..................................................................................................
第五章下向分级尾砂胶结充填法采场结构参数力学优化..............
