發(fā)布時間：2020-10-18 09:16

　　 礦山淺部資源的開采日漸枯竭,地下礦體的開采正逐漸轉(zhuǎn)入到深部開采,而深部礦體回采面臨著面臨著諸多安全問題。本文以某礦山800 m中段深部試驗采場作研究,該礦山深部開采采用充填采礦法,尾砂作為充填材料。為了保證深部礦體的安全回采及采場頂?shù)装宸�(wěn)定性,本文主要的研究內(nèi)容及相關(guān)成果如下所示:1、對該礦山充填尾砂材料進(jìn)行實(shí)驗室試驗,分析了尾砂材料的基本物理參數(shù)、化學(xué)成分進(jìn)行了測定分析,判斷出礦山尾砂的化學(xué)組成正常,對充填體強(qiáng)度影響較大的S元素含量不高,僅有0.55%。同時得出尾砂微細(xì)粒含量較高,對尾砂的沉降性能以及充填料漿的澄清均會有較大的影響,進(jìn)一步對礦山尾砂進(jìn)行沉降特性及坍塌度與擴(kuò)展度的試驗,得出采用巴斯夫尾礦專用絮凝劑在添加量為40g/t時,尾砂沉降性能達(dá)到最佳狀態(tài),最佳充填料漿的濃度范圍在70%-72%。2、在室內(nèi)對不同配比的尾砂膠結(jié)充填體進(jìn)行力學(xué)試驗,得出充填體抗壓、抗拉強(qiáng)度變化主要受到灰砂比、濃度、養(yǎng)護(hù)齡期的影響。同時采用正交試驗并進(jìn)行極差分析的方法對抗壓強(qiáng)度分析可知,養(yǎng)護(hù)齡期對該礦山尾砂膠結(jié)充填體強(qiáng)度影響最顯著,并建立了充填體強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期變化的三次多項式數(shù)學(xué)模型。并根據(jù)正交優(yōu)化分析中充填體強(qiáng)度隨料漿濃度變化可知,其強(qiáng)度在濃度70%-72%增幅最大,依照之前所推薦的料漿濃度范圍,得出礦山采用料漿濃度為72%進(jìn)行充填作業(yè)最為合適。3、對充填體與圍巖的力學(xué)作用機(jī)理進(jìn)行研究分析,闡述了充填體充入采場后的主要作用機(jī)理。并采用損傷力學(xué)的原理對不同灰砂比的充填體進(jìn)行研究,構(gòu)建出不同配比下的充填體損傷力學(xué)模型,得出了不同配比下的充填體損傷規(guī)律。同時采用了尖點(diǎn)突變理論分析了充填體與采空區(qū)巖體的合理匹配,通過分析結(jié)果可知,該礦山進(jìn)行充填開采時,充填體設(shè)計的臨界強(qiáng)度為0.78 MPa。4、在理論計算所得充填體臨界強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,結(jié)合礦山實(shí)際開采條件,設(shè)計3種充填開采方案。通過建立深部礦體開挖計算模型,模擬了在3種不同開采方案下的采場穩(wěn)定性狀況。根據(jù)模擬分析結(jié)果可知,采用充填方案1與充填方案2作為開采方案,在二步驟回采過程中會產(chǎn)生拉應(yīng)力破壞導(dǎo)致充填體失穩(wěn),并出現(xiàn)較大范圍的塑性區(qū)且貫通的現(xiàn)象,因此在回采過程中會發(fā)生失穩(wěn)。而方案3只在頂?shù)装宄霈F(xiàn)塑性區(qū),且在二步驟充填后得到緩解,充填體內(nèi)部并無塑性區(qū)。因此,經(jīng)過分析,選定充填方案3是較為合理的開采方案。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD80
【部分圖文】：

主要進(jìn)行充填材料的物理、化學(xué)、沉降及坍塌度的試驗。充填材料的物理性質(zhì)，對于充填體強(qiáng)度的形成具有重要影響；對充填材料的化學(xué)性質(zhì)的研究，是環(huán)保與健康的需求；全尾砂充填材料的粒度分布、沉降性能、坍塌度的性質(zhì)對充填體的強(qiáng)度形成，輸送性、流動性均有著密切的聯(lián)系，同時也是確定礦山充填方案的基礎(chǔ)[24]。2.1.1 全尾砂的物理性質(zhì)與化學(xué)組成對充填材料的物理性質(zhì)與化學(xué)組成的研究主要包括尾砂的粒度測定、基本物理參數(shù)、化學(xué)成分測定。尾砂取樣在選廠連續(xù)正常工作時進(jìn)行，取自選廠濃密機(jī)底流，為了保證尾砂中的細(xì)顆粒不流失，可就鋪設(shè)防滲布對全尾砂進(jìn)行蒸發(fā)晾干，等到晾嗮至半干后裝袋取樣。在試驗室將全尾砂進(jìn)行進(jìn)一步的晾干，均勻制樣。礦山全尾砂攤曬狀態(tài)如照片 2 所示：

+0.150.15+0.0750.0075+0.0450.045+0.0370.0373.3152.7323.234.3516.383.3156.0479.2783.62100 100.0的結(jié)果可知，礦山的尾砂粒級主要以 100 43.96，-325 畝（0.0045）的含量 20.73%、通過試驗測定分析可知礦山的尾砂總體為高，對尾砂的沉降性能以及充填料漿的澄清物理參數(shù)、化學(xué)成分的測定采用容量瓶法測定，其礦山全尾砂比重測

0 3.7 3.7 3.710 14.1 14.0 13.720 19.8 19.6 19.530 21.2 21.4 21.360 22.4 22.6 22.590 23.0 23.0 23.1120 23.3 23.4 23.3180 23.6 23.6 23.61440 23.6 23.7 23.7后最終沉降漿體體積（ml）175 180 175備注 1000 ml 量筒 V0=870 ml、 h0=3.7 cm
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本文編號：2846108