破碎围岩薄矿体下向进路分层整段充填法研究

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本文针对鑫合金矿急倾斜破碎围岩薄矿体的实际情况,以别鲁阿嘎西矿区27号脉L1-I号矿体1111#采场为例,通过理论分析、实验室实验和工业性试验,提出了下向进路分层整段充填采矿法,确定了合理的进路巷道支护方式,得到了上覆充填体承载层的合理厚度以及最优配比,并对其进行了稳定性分析,最终形成了一套适合鑫合金矿的安全高效低贫损的采矿方法。  结合国内外岩金矿床开采现状,经对比分析,确定了下向进路分层整段充填采矿法合理的矿床巷道布置方式,取消了分段巷道、分层联络道以及脉外斜坡道,通过人行通风天井与矿石溜井将采场与运输巷道相连接;为了解决下向进路充填采矿法通风问题,提出并采用下向进路分层整段充填采矿法的新型辅助通风装置,并形成了以该装置为核心的新型辅助通风方式,实现了下向进路分层整段充填采矿法的高效率回风;针对进路巷道上下盘围岩破碎的情况,采用“自测预应力让压锚杆+金属网+让压免张拉预应力锚索”新型联合支护方式对其进行支护,确定了合理的进路巷道支护方案与支护参数,运用UDEC数值模拟方法研究了上下盘围岩弹塑性区与位移分布规律,研究结果表明此种支护方式能够有效地防止上下盘围岩变形与破坏,降低矿石的贫化率与损失率;基于急倾斜破碎围岩薄矿体,对单一进路巷道上覆充填体建立了“嵌固梁”力学模型,解出了单一进路巷道上覆充填体均布荷载理论值。将半逆解法引入上覆充填体力学分析中,推导出均布荷载下“嵌固梁”应力分量与挠曲线方程,并以此为依据,计算出合理的充填体承载层厚度;结合生产条件,进行了充填料浆配比实验,得出了合理的承载层材料与充填层材料配比;利用FLAC3D软件分析了采场内矿岩及上覆充填体的塑性破坏区及应力分布规律,分析结果表明所选取各参数最终能够确保充填体自身稳定性。  对鑫合金矿进行了下向进路分层整段充填采矿法的工业性试验。试验采场矿石贫化率由原来的15%降低至5%,矿石回收率由78%提升至95%,经济效益明显提高,并且达到了安全生产的要求。
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