白象山鐵礦采場(chǎng)開(kāi)采結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)與圍巖穩(wěn)定性分析.pdf

1、復(fù)雜富水鐵礦在礦體開(kāi)采過(guò)程中，時(shí)常伴隨著頂板圍巖失穩(wěn)等破壞的發(fā)生，如何采取合理的開(kāi)采結(jié)構(gòu)參數(shù)和開(kāi)采方案以保證礦體安全開(kāi)采已成為亟待解決的問(wèn)題。本論文依托國(guó)家“十一五”科技支撐項(xiàng)目“復(fù)雜富水礦床開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與研究”(編號(hào)：2006BAB02A01)，在對(duì)典型復(fù)雜富水鐵礦區(qū)－白象山鐵礦西部厚大礦體的復(fù)雜水文地質(zhì)勘探資料分析和巖石室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Hoek-Borwn強(qiáng)度準(zhǔn)則確定西部厚大礦體的礦巖體力學(xué)參數(shù)。同時(shí)運(yùn)用FLAC3D流固耦

2、合數(shù)值模擬軟件建立了滲流條件下不同采場(chǎng)跨度、進(jìn)路寬度和開(kāi)采高度的三維數(shù)值模型，探索和研究了不同采場(chǎng)跨度、進(jìn)路寬度和開(kāi)采高度對(duì)采場(chǎng)圍巖穩(wěn)定性的影響，并研究和分析得到了一些有益的結(jié)論和成果，為該類富水礦床的礦體開(kāi)采結(jié)構(gòu)參數(shù)和開(kāi)采方案的選取工作提供了理論和實(shí)踐上的指導(dǎo)作用。主要研究?jī)?nèi)容及其成果如下：
　　1、通過(guò)結(jié)合白象山西部厚大礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)勘察資料和室內(nèi)測(cè)得的巖石力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用RMR分級(jí)法確定了該礦區(qū)礦巖體的巖體質(zhì)量等級(jí)。

3、
　　2、以運(yùn)用RMR分級(jí)法確定西部厚大礦巖體的RMR評(píng)分值為前提，并考慮爆破過(guò)程中對(duì)巖體擾動(dòng)的影響，從而引入擾動(dòng)參數(shù)D。在其基礎(chǔ)上，運(yùn)用Hoek-Borwn強(qiáng)度準(zhǔn)則確定了白象山西部厚大礦巖體的巖體力學(xué)參數(shù)。
　　3、基于三維有限差分多孔介質(zhì)流固耦合理論，結(jié)合自象山鐵礦西部厚大礦區(qū)具體地質(zhì)情況，并以下層局部疏干的條件下帶壓充填開(kāi)采為背景，選取1線以北、9線以南同時(shí)存在不穩(wěn)定帶和“天窗”的典型區(qū)域作為礦體開(kāi)采的地質(zhì)模型，并建立

4、了在滲流條件下采場(chǎng)三維數(shù)值模型。并根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法制定了不同的采場(chǎng)跨度、進(jìn)路寬度和分層高度三個(gè)因素和三個(gè)水平的9個(gè)數(shù)值模擬方案。選取頂板最大沉降量、頂板最大拉應(yīng)力和頂板塑性區(qū)最大體積與塑性區(qū)貫通情況等因素作為評(píng)價(jià)采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性的指標(biāo)，通過(guò)對(duì)不同方案模擬結(jié)果進(jìn)行分析與比較確定了采場(chǎng)的最優(yōu)開(kāi)采結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　4、在確定的采場(chǎng)最優(yōu)開(kāi)采結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)不同開(kāi)采順序、埋深和頂板厚度條件下對(duì)采場(chǎng)頂板圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究與分析，探