四方金矿深部回采顺序优化研究

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随着社会经济的发展,矿产资源的需求持续增加,深部采矿已经成为采矿行业发展趋势。与浅部矿床相比,深部矿井的“三高”与“开采扰动”将带来一系列技术难题。四方金矿在空场法转崩落法的过渡阶段由地压引起的地表进一步移动变己经成为矿山企业需要面对的严重问题。论文以四方金矿为工程背景,通过工程地质调查、岩石力学试验、理论分析、FLAC3D数值模拟等方法,研究了不同回采顺序对地表移动变形和矿岩稳定性的影响,主要包括:(1)通过地质资料及现场工程地质调研,应用CSIR岩体质量分类方法将四方金矿岩体进行分类,并运用RMR法对岩体质量进行评定总评分为72分,可知四方金矿矿岩的岩体级别为Ⅱ类,属于好岩体。通过室内试验获得岩石的力学参数,用Hook-Brown准则求得岩体力学参数。(2)通过对不同方案的位移分析,水平位移最大值位于采空区两端上方,垂直位移最大值位于采空区直接顶板内。对于倾斜矿体的上下盘,水平位移和垂直位移最大值均位于空区上盘。最大位移发生部位与采空区形状、采空区规模和开采深有着密切的关系。(3)通过对不同方案的塑性区分析,回采工作推进方向与矿体倾向方向相同时,塑性区体积变化与回采下降的深度成线性相关。回采工作推进方向与矿体走向方向相同时,从矿体回采扰动面积较小采区开始回采,则塑性区体积较小。(4)通过对不同方案的水平应力对采空区顶板稳定性的影响分析,随着分层矿体的不断开采,采空区的顶板和上覆岩层出现了明显的应力重新分布现象。四个方案中,方案一和方案二对采空区顶板的稳定性更有利,其中拉应力分别为1.46MPa和1.65MPa。方案四回采顺序的最大拉应力为1.92MPa,最终形成的采空区稳定性最差。(5)应用AHP-TOPSIS评判模型法以四个回采方案为评价集X以及其中涉及的主要技术指标为指标集U,并确定评价指标的权重,进行逼近理想解排序,综合评判得到方案一为最优回采方案。
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