松軟破碎型復(fù)雜礦體開(kāi)采技術(shù)優(yōu)化與過(guò)程控制研究.pdf

1、隨著我國(guó)優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源的日益減少，人們將不得不面對(duì)賦存條件越來(lái)越復(fù)雜的礦產(chǎn)資源，可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，復(fù)雜礦體將成為未來(lái)開(kāi)采的主體資源。而目前應(yīng)用傳統(tǒng)采礦方法開(kāi)采這類(lèi)礦體時(shí)普遍受到采礦工藝復(fù)雜、開(kāi)采成本高、安全性差、生產(chǎn)效率低、損失貧化率高等問(wèn)題的制約。開(kāi)展松軟破碎型復(fù)雜礦體開(kāi)采技術(shù)優(yōu)化與過(guò)程控制研究，有助于突破傳統(tǒng)采礦方法的限制，吸納最新的采礦理論、技術(shù)、工藝，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜礦體安全、經(jīng)濟(jì)、高效回采提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。本文依托“十一五”

2、國(guó)家科技支撐計(jì)劃研究課題，采取理論探討、試驗(yàn)研究、工程應(yīng)用等多種方法相結(jié)合的研究路線(xiàn)，對(duì)復(fù)雜礦體采礦方法的理論和技術(shù)體系及其工程應(yīng)用開(kāi)展了深入研究，取得了以下幾個(gè)方面的進(jìn)展:
　　(1)立足于復(fù)雜礦體的開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新突破。在分析復(fù)雜礦體開(kāi)采特點(diǎn)和水平的基礎(chǔ)上，率先在新疆喀拉通克銅鎳礦引入采礦環(huán)境再造理念開(kāi)展工業(yè)試驗(yàn)，在松軟破碎型復(fù)雜礦體中構(gòu)建采礦環(huán)境再造技術(shù)體系，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了采礦工藝、技術(shù)、設(shè)備等方面的優(yōu)化創(chuàng)新，探討了復(fù)雜礦體

3、再造采場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的綜合分析方法，提出了相應(yīng)的穩(wěn)定性控制技術(shù)和措施。
　　(2)研究了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜力學(xué)響應(yīng)規(guī)律。概括了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律研究的基本方法及其相互關(guān)系，結(jié)合采場(chǎng)結(jié)構(gòu)力學(xué)的復(fù)雜特點(diǎn)，分別開(kāi)展了數(shù)值模擬、相似材料模型試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)研究，獲得了動(dòng)、靜載條件下結(jié)構(gòu)力學(xué)的響應(yīng)規(guī)律;并以此為基礎(chǔ)，完成了對(duì)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)基本參數(shù)及其施工步序進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　(3)研究了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理及其控制技術(shù)。在分析采場(chǎng)結(jié)構(gòu)破壞主要因素

4、和表現(xiàn)形式的基礎(chǔ)上，探討了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理，建立了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性預(yù)測(cè)模型;根據(jù)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性特征，有針對(duì)性地提出了充填體強(qiáng)度控制、優(yōu)化施工步序和圍巖注漿加固等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制技術(shù)方案。
　　(4)完成了巖體爆破損傷控制與評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究。開(kāi)展了巖石爆破損傷特征研究，分析了不耦合裝藥系數(shù)與爆炸壓力、爆炸裂紋之間的關(guān)系，通過(guò)爆破試驗(yàn)確定了合理的不耦合裝藥系數(shù);利用核磁共振快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其成像原理，設(shè)計(jì)了多組損傷評(píng)價(jià)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)巖芯

5、T2譜分布、T2譜面積的變化特征和巖石的內(nèi)部孔隙分布特性進(jìn)行分析，獲得該爆破參數(shù)條件下爆破損傷范圍及程度的分布規(guī)律;并與巖石聲波測(cè)試及單軸抗壓結(jié)果進(jìn)行比較分析，建立了巖石核磁共振特性與力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系。
　　(5)開(kāi)展了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)可靠性分析與設(shè)計(jì)研究?；诓蓤?chǎng)結(jié)構(gòu)普遍存在的隨機(jī)性和不確定性等特點(diǎn)，結(jié)合響應(yīng)面法與JC法構(gòu)建地下采場(chǎng)結(jié)構(gòu)可靠性計(jì)算模型，開(kāi)展模擬試驗(yàn)求得采場(chǎng)結(jié)構(gòu)的可靠度;分析了隨機(jī)因素的敏感性，并以期望損失值最小為決策準(zhǔn)