松軟破碎型復雜礦體開采技術優(yōu)化與過程控制研究.pdf

1、隨著我國優(yōu)質礦產資源的日益減少，人們將不得不面對賦存條件越來越復雜的礦產資源，可以預見在不久的將來，復雜礦體將成為未來開采的主體資源。而目前應用傳統(tǒng)采礦方法開采這類礦體時普遍受到采礦工藝復雜、開采成本高、安全性差、生產效率低、損失貧化率高等問題的制約。開展松軟破碎型復雜礦體開采技術優(yōu)化與過程控制研究，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、工藝，為實現(xiàn)復雜礦體安全、經濟、高效回采提供理論指導和技術支持。本文依托“十一五”

2、國家科技支撐計劃研究課題，采取理論探討、試驗研究、工程應用等多種方法相結合的研究路線，對復雜礦體采礦方法的理論和技術體系及其工程應用開展了深入研究，取得了以下幾個方面的進展:
　　(1)立足于復雜礦體的開采技術創(chuàng)新突破。在分析復雜礦體開采特點和水平的基礎上，率先在新疆喀拉通克銅鎳礦引入采礦環(huán)境再造理念開展工業(yè)試驗，在松軟破碎型復雜礦體中構建采礦環(huán)境再造技術體系，并在此基礎上開展了采礦工藝、技術、設備等方面的優(yōu)化創(chuàng)新，探討了復雜礦體

3、再造采場結構穩(wěn)定性的綜合分析方法，提出了相應的穩(wěn)定性控制技術和措施。
　　(2)研究了采場結構復雜力學響應規(guī)律。概括了采場結構力學響應規(guī)律研究的基本方法及其相互關系，結合采場結構力學的復雜特點，分別開展了數(shù)值模擬、相似材料模型試驗及現(xiàn)場監(jiān)測研究，獲得了動、靜載條件下結構力學的響應規(guī)律;并以此為基礎，完成了對采場結構基本參數(shù)及其施工步序進行的優(yōu)化設計。
　　(3)研究了采場結構的破壞機理及其控制技術。在分析采場結構破壞主要因素

4、和表現(xiàn)形式的基礎上，探討了采場結構的破壞機理，建立了采場結構穩(wěn)定性預測模型;根據(jù)采場結構穩(wěn)定性特征，有針對性地提出了充填體強度控制、優(yōu)化施工步序和圍巖注漿加固等結構穩(wěn)定性控制技術方案。
　　(4)完成了巖體爆破損傷控制與評價試驗研究。開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、爆炸裂紋之間的關系，通過爆破試驗確定了合理的不耦合裝藥系數(shù);利用核磁共振快速無損檢測技術及其成像原理，設計了多組損傷評價試驗，通過對試驗巖芯

5、T2譜分布、T2譜面積的變化特征和巖石的內部孔隙分布特性進行分析，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;并與巖石聲波測試及單軸抗壓結果進行比較分析，建立了巖石核磁共振特性與力學性質之間的關系。
　　(5)開展了采場結構可靠性分析與設計研究?；诓蓤鼋Y構普遍存在的隨機性和不確定性等特點，結合響應面法與JC法構建地下采場結構可靠性計算模型，開展模擬試驗求得采場結構的可靠度;分析了隨機因素的敏感性，并以期望損失值最小為決策準