寧都硫鐵礦緩傾斜礦體采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采順序優(yōu)化研究.pdf

1、寧都硫鐵礦是緩傾斜礦體，開(kāi)采難度較大，目前礦山采用采礦方法不統(tǒng)一，且采場(chǎng)安全系數(shù)和回采率低，為實(shí)現(xiàn)礦山高效、安全、經(jīng)濟(jì)開(kāi)采，合理選擇其采礦方法和優(yōu)化其采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)成為礦山當(dāng)下首要任務(wù)。本文采用層次分析和模糊數(shù)學(xué)綜合法對(duì)礦山采礦方法進(jìn)行了選擇，并通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值分析的方法優(yōu)化了該礦采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采順序，得出的主要結(jié)論如下：
　?。?）運(yùn)用層次分析法與模糊數(shù)學(xué)原理，建立了寧都硫鐵礦采礦方案的綜合評(píng)判模型，科學(xué)合理地選出了該礦最優(yōu)采

2、礦方案。在優(yōu)選過(guò)程中，綜合考慮影響采礦方案的各項(xiàng)影響因素，利用層次分析法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，并根據(jù)模糊數(shù)學(xué)原理對(duì)備選采礦方案進(jìn)行綜合評(píng)判，計(jì)算結(jié)果得出房柱采礦法為該礦最優(yōu)采礦方法。
　?。?）以安全系數(shù)為礦柱穩(wěn)定性評(píng)判指標(biāo)，采用正交極差理論對(duì)影響礦柱穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了敏感度排序，得出礦房跨度和礦柱尺寸敏感度最大，并通過(guò)光彈性試驗(yàn)結(jié)論得出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到礦房極限跨度，在此基礎(chǔ)上利用尖點(diǎn)突變理論建立礦柱失穩(wěn)模型，得到臨界礦柱寬。本

3、文還綜合彈性力學(xué)法、結(jié)構(gòu)力學(xué)法、材料力學(xué)法在不同礦房跨度下計(jì)算得到的頂柱厚，對(duì)其全部結(jié)果進(jìn)行擬合分析，推出了適合寧都硫鐵礦頂柱跨度和頂柱厚的關(guān)系式。最終得出礦房極限跨度14.22m，最小礦柱寬3.99m，頂柱厚3m，為后續(xù)采場(chǎng)數(shù)值模擬提供了依據(jù)。
　　（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和理論計(jì)算結(jié)果確定不同的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，并采用正交試驗(yàn)法設(shè)計(jì)不同的方案組合，綜合利用ANSYS和FLAC3D軟件對(duì)不同采場(chǎng)進(jìn)行模擬。比較不同方案采場(chǎng)的應(yīng)力、位移和塑性

4、區(qū)，篩選出安全方案，以采場(chǎng)關(guān)鍵部位應(yīng)力、位移、塑性區(qū)及回采率作為評(píng)判各方案優(yōu)越度的指標(biāo)，建立綜合評(píng)判模型，并確定各指標(biāo)權(quán)重，評(píng)價(jià)得到礦房跨度14m，點(diǎn)柱尺寸6m，點(diǎn)柱間距7m，頂柱厚3m時(shí)采場(chǎng)穩(wěn)定性、技術(shù)性綜合最優(yōu)，在此基礎(chǔ)上對(duì)采礦回采順序進(jìn)行優(yōu)化，比較不同回采順序方案隨開(kāi)采步驟應(yīng)力、位移及塑性區(qū)的變化，結(jié)果得到從兩翼向中央開(kāi)采的順序最優(yōu)。
　?。?）建立了寧都硫鐵礦采場(chǎng)穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，分析研究了前期監(jiān)測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證了最優(yōu)方案采場(chǎng)安