昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號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號礦體規(guī)模大，礦石松散破碎，屬復(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)場地建設(shè)尾礦庫和廢石場。為實現(xiàn)昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號礦體的高效安全開采，開展了充填體強度實驗室試驗和充填體現(xiàn)場實驗，采用大型有限元軟件分析Ⅰ-6號礦體上向進路充填法的可能性。同時對昭通鉛鋅礦采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、開采順序等進行優(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、填體實驗室強度試驗研究。在實驗室對充填體坍落度、析水率、容重、濃度進行測量，同時對充填體進行了不同齡期（3d、7d、14d、28d）的抗壓強度測試，獲得了不同灰砂比、不同濃度條件下的膏體充填體強度。⑵充填體現(xiàn)場原位強度實驗研究。開展了充填體井下現(xiàn)場原位試驗，通過對井下充填體質(zhì)量進行跟蹤調(diào)查，測試充填體現(xiàn)場原位強度。將充填體試塊強度進行了對比分析，得出井下充填體強度大于實驗室充填體強度的規(guī)律。⑶昭通鉛鋅礦Ⅰ-6號礦體開采技術(shù)條件調(diào)查。對昭

3、通鉛鋅礦采空區(qū)現(xiàn)狀、隔水層厚度、塌陷區(qū)等進行現(xiàn)場調(diào)查，建立礦山模型數(shù)據(jù)庫文件。同時對礦巖結(jié)構(gòu)特性進行調(diào)查，通過現(xiàn)場調(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。采用有限元無厚度Goodman接觸面單元，對接觸面單元設(shè)置與接觸面參數(shù)進行研究。研究結(jié)果表明兩相介質(zhì)接觸處設(shè)置接觸面的數(shù)值模擬計算結(jié)果與實際情況更相符。最后建立了昭通鉛鋅礦無厚度接觸面單元數(shù)值模擬模型。⑸上向進路充填法采場結(jié)構(gòu)參數(shù)與開采順序優(yōu)化研究。主要對進路參數(shù)4

4、m×3m、4.5m×3m、5m×3m三種結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析；對假底鋼筋網(wǎng)度進行優(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；對進路開采順序進行優(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通過充填體強度實驗，得出Ⅰ-6號礦體全尾砂膏體充填體強度，灰砂比1：8時，充填體強度為2.75MPa～3.53MPa；灰砂比1：4時，充填體強度為5.22MPa～7.63M