昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號(hào)礦體全尾砂膏體充填采礦方法優(yōu)化.pdf

1、云南省昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號(hào)礦體規(guī)模大，礦石松散破碎，屬?gòu)?fù)雜采空區(qū)下開采。原有采礦方法不能滿足安全生產(chǎn)要求；礦區(qū)位于河谷地區(qū)，難以找到合適的工業(yè)場(chǎng)地建設(shè)尾礦庫(kù)和廢石場(chǎng)。為實(shí)現(xiàn)昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號(hào)礦體的高效安全開采，開展了充填體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和充填體現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，采用大型有限元軟件分析Ⅰ-6號(hào)礦體上向進(jìn)路充填法的可能性。同時(shí)對(duì)昭通鉛鋅礦采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、開采順序等進(jìn)行優(yōu)化分析，獲得礦巖及充填體內(nèi)的應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴充

2、填體實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)度試驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)充填體坍落度、析水率、容重、濃度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)對(duì)充填體進(jìn)行了不同齡期（3d、7d、14d、28d）的抗壓強(qiáng)度測(cè)試，獲得了不同灰砂比、不同濃度條件下的膏體充填體強(qiáng)度。⑵充填體現(xiàn)場(chǎng)原位強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)研究。開展了充填體井下現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)井下充填體質(zhì)量進(jìn)行跟蹤調(diào)查，測(cè)試充填體現(xiàn)場(chǎng)原位強(qiáng)度。將充填體試塊強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比分析，得出井下充填體強(qiáng)度大于實(shí)驗(yàn)室充填體強(qiáng)度的規(guī)律。⑶昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號(hào)礦體開采技術(shù)條件調(diào)查。對(duì)昭

3、通鉛鋅礦采空區(qū)現(xiàn)狀、隔水層厚度、塌陷區(qū)等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，建立礦山模型數(shù)據(jù)庫(kù)文件。同時(shí)對(duì)礦巖結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料得到巖體力學(xué)參數(shù)。⑷井下膏體充填有限元數(shù)值模擬研究。采用有限元無(wú)厚度Goodman接觸面單元，對(duì)接觸面單元設(shè)置與接觸面參數(shù)進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明兩相介質(zhì)接觸處設(shè)置接觸面的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況更相符。最后建立了昭通鉛鋅礦無(wú)厚度接觸面單元數(shù)值模擬模型。⑸上向進(jìn)路充填法采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與開采順序優(yōu)化研究。主要對(duì)進(jìn)路參數(shù)4

4、m×3m、4.5m×3m、5m×3m三種結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析；對(duì)假底鋼筋網(wǎng)度進(jìn)行優(yōu)化研究，分析了網(wǎng)度0.3m×0.3m、0.4m×0.4m、0.5m×0.5m三種鋼筋網(wǎng)度的數(shù)值模擬模型；對(duì)進(jìn)路開采順序進(jìn)行優(yōu)化研究，分析了“隔一采一”與“隔三采一”兩種方案的數(shù)值模擬模型。⑹通過(guò)充填體強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，得出Ⅰ-6號(hào)礦體全尾砂膏體充填體強(qiáng)度，灰砂比1：8時(shí)，充填體強(qiáng)度為2.75MPa～3.53MPa；灰砂比1：4時(shí)，充填體強(qiáng)度為5.22MPa～7.63M