老窿殘礦開采技術(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、老窿殘礦的開采是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程。本文依托2005年湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目“老窿廢棄礦物綜合回收技術(shù)的研究”以及兩個(gè)橫向課題作為支撐,結(jié)合湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司老窿殘礦的開采實(shí)際,通過模糊優(yōu)化,理論分析,數(shù)值模擬,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例驗(yàn)證等研究手段,對(duì)新龍老窿殘礦開采的優(yōu)化問題進(jìn)行了較為深入的研究。 根據(jù)新龍老窿殘礦的開采技術(shù)條件,選擇了無底柱分段崩落采礦法、分層崩落采礦法、下向分層膠結(jié)充填采礦法和脈外平巷加穿脈群采礦法四個(gè)具有代表性的方案

2、。采用模糊數(shù)學(xué)優(yōu)選法將采礦過程中的各種模糊或主觀因素轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式,將幾種方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)量化分析,得出了最佳的開采方案為脈外平巷加穿脈群采礦法。 放礦過程中礦石的運(yùn)動(dòng)是典型的散體運(yùn)動(dòng)。在前人對(duì)散體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究基礎(chǔ)上,對(duì)礦石的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬,得出了在不同分段高度和不同放礦口中心距放礦情況下礦石的損失率和回收率。數(shù)值模擬的結(jié)果分析表明隨著放礦口中心距的增大,礦石的回收率有明顯的減少；隨著分段高度的增大,礦石的貧化率有明顯的

3、增加。為了提高礦石的回收率和降低貧化率,放礦口中心距和分段高度應(yīng)該盡量取小值,同時(shí),采用縮短放礦口中心距和分段高度的方法獲得較高的回收率和較低的貧化率,就要求增加巷道掘進(jìn)的數(shù)量,將增加礦石回收的工程量和成本,因此要有一個(gè)合理的放礦口中心距和分段高度以達(dá)到效益的最大化。 礦石從地下采出后,其上方覆蓋巖層失去支撐,巖體內(nèi)部的原有應(yīng)力平衡狀態(tài)受到破壞,引起巖體內(nèi)應(yīng)力的重新分布,使得采空區(qū)周圍的巖體產(chǎn)生位移、變形直至破壞。利用計(jì)算機(jī)模擬

4、了兩種不同的開采順序下礦體和圍巖的應(yīng)力情況,確定了前進(jìn)式開采順序要優(yōu)于后退式開采順序。原因在于從頂板的控制情況看前進(jìn)式開采順序整個(gè)跨落過程比較平穩(wěn),有利于頂板穩(wěn)定性的控制；從巷道掘進(jìn)的安全性看,采用前進(jìn)式開采順序時(shí),巷道掘進(jìn)的應(yīng)力疊加都比較均勻,不會(huì)造成大的安全問題；從放礦條件和礦石損失率看,采用后退式開采順序時(shí),第五步開挖放出的是前四步開挖形成的未采支撐礦體,松散的礦體將有可能被壓實(shí)結(jié)塊成為大塊體,將惡化放礦條件和增大礦石的損失率。