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宿松磷矿急倾斜低品位中厚矿体采矿方法研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.1.1 磷矿资源分布

1.1.2 我国磷矿资源特点

1.1.3 宿松磷矿开采的意义和技术难点

1.2 国内外研究现状

1.3 研究对象、内容和方法

1.3.1 研究对象

1.3.2 研究内容

1.3.3 研究方法

第2章 地质概况

2.1 矿区交通及自然地理

2.2 矿区地质概况

2.2.1 矿区地层

2.2.2 构造

2.2.3 岩浆岩

2.3 矿床地质特征

2.3.1 矿体特征

2.3.2 矿体围岩

2.3.3 矿石类型

2.4 矿床开采技术条件

2.4.1 水文地质条件

2.4.2 工程地质条件

2.4.3 资源储量

第3章 采矿方法选择和优化

3.1 采矿方法选择影响因素分析

3.2 地质条件分析

3.2.1 矿体和围岩的稳固性特征

3.2.2 不良地质条件分析

3.2.3 矿体分类

3.3 采矿方法初选

3.3.1 选择原则

3.3.2 采矿方法初选

3.4 采矿方法优化选择

3.4.1 采矿方案优化选择综合评价体系

3.4.2 层次分析法确定权重系数

3.4.3 模糊数学综合评判

3.5 本章小结

第4章 采场结构参数优化

4.1 矿山三维实体模型建立

4.1.1 矿山地表模型建立

4.1.2 矿体实体模型

4.1.3 巷道实体模型建立

4.1.4 矿山三维实体模型

4.2 Mathew确定采场结构参数

4.2.1 mathew法理论

4.3 MIDAS/GTS采场结构参数优化

4.3.1 MIDAS软件简介

4.3.2 基本假设及矿岩力学参数

4.3.3 三维模型建立及分析

4.4 本章小结

第5章 机械化上向水平分层充填法(脉外溜井单步骤)单体设计

5.1 矿块参数

5.2 采准切割

5.3 回采

5.4 顶板地压管理

5.5 出矿

5.6 充填

5.7 采场生产能力与分层作业循环图表

5.8 主要技术经济指标

5.9 主要采矿设备

5.10 各中段矿块划分

5.11 中段间开采顺序优化

5.11.1 各中段矿体特征和生产能力

5.11.2 开采顺序确定原则

5.11.3 开采顺序方案

5.11.4 确定开采顺序方案

5.12 矿块间回采顺序

5.12.1 首采中段回采顺序

5.12.2 相邻矿块回采顺序

5.13 本章小结

第6章 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果

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摘要

安徽磷矿资源稀少,长期处于供不应求的稀缺状态。宿松磷矿的开发利用不仅可以保证六国化工有限公司的原材料供应,并具有显著的经济和社会效益。但由于宿松磷矿矿石品位低,矿体厚度薄,而且开采技术条件复杂,部分地段顶板风化破碎严重,涌水量大,且地表移动及变形必须控制在允许范围内,因此必须选用合适的采矿方法以确保宿松磷矿的安全高效开采。本文在开采技术条件分析的基础上,通过现场调研、实验分析、试验研究、数值模拟、经济对比等手段,确定适合南冲矿段不同开采技术条件的采矿方案;通过理论分析和数值模拟等方法,预测不同采矿工艺顶板移动和变形值,通过与最大允许值比较,评价不同采矿工艺对顶板移动和变形的影响程度。主要取得了以下研究成果及结论:
  (1)通过对宿松磷矿的现场调查、资料收集,为开展理论分析、数值模拟和方案设计提供了基本资料及数据。
  (2)根据现场开采技术条件要求,通过研究地下矿山相关理论和生产实际资料,并借鉴类似矿山采矿方法经验,初选出适合的采矿方法,再通过数学方法优选出最佳方案,确定宿松磷矿南冲矿段中深部矿体主要采矿方案为机械化上向水平分层充填法(脉外溜井单步骤)。
  (3)通过三维数字化矿山软件Surpac建立矿山三维模型,分别运用Mathews法和MIDAS/GTS数值模拟软件来确定采场结构参数并进行采场结构参数优化。综合计算分析结果和经济、安全等因素,最终选定矿块参数为:矿房长60m,矿柱长5m。
  (4)根据优选的采矿方案和计算所得的采场结构参数,进行详尽的采矿方案单体设计。
  (5)通过对各方案进行经济、技术、安全分析确定各中段开采顺序,结果为:-260m水平以上采用下行式开采,-260m以下采用上行式开采,首采-160m和-210m中段。为满足通风条件,首采中段回采顺序为:-160m中段采用后退式回采,-210m中段采用前进式回采。相邻矿块间开采顺序为:根据自然平衡拱理论,建议采用“品”字形结构回采。

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