云南某磷矿灯杆树矿段采场结构参数优化研究

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1、云南某磷矿灯杆树矿段采场结构参数优化研究第一章绪论1.1研究课题的提出和意义矿产资源为国家经济发展的物质基础，而当前我国正处于经济飞快发展期，经济的快速发展需消耗大量的矿产资源来支撑已成为社会各界的共识。但我国矿产资源的基本特点是：资源总量大，矿种齐全，但人均占有量低，是一个资源相对贫乏的国家，这就需要我们合理科学地开发利用矿产资源，实现矿产资源的最优耗竭。随着生产力水平的提高以及矿业技术的不断发展，为人们最大程度地开釆地下矿产资源提供了技术上的支持，但同时也给安全生产提出了更高的要求。从生产角度出发，采用地下开采的矿山，较小的矿柱尺寸和较大的矿房跨度有利于矿产资源的充分回收，保持矿山可持

2、续发展。矿产资源是不可再生资源，在幵采设计时需要对采场结构参数进行优化，在保证矿山安全生产的前提下最大程度地减小矿柱的尺寸，降低资源浪费。从安全生产角度考虑，如果矿柱尺寸过小，矿房跨度过大，不利于采场顶板及围岩的稳定。地下巷道幵挖或矿体采出后，原岩应力重新分布，其中部分区域容易出现应力集中，比如矿柱、围岩、采场顶板以及矿柱和围岩与采场顶板的接触部分。这就容易导致这部分区域矿岩发生破坏，引发一系列相关力学问题，例如冒顶、片帮、矿柱压裂等岩体破坏现象。同时地下开挖还会引起岩层移动、顶板下沉等地质问题⑴。采场失稳除影响资源回收，造成资源浪费外，还直接威胁到矿山企业井下作业人员的生命安全，造成巨大

3、的损失。所以在进行采场设计时，必须要考虑这些安全因素，确定合理的采场结构参数，确保在安全生产的前提条件下，最大限度地回收矿产资源。云南某磷矿被三条河流切割划分为了官房、炎山、灯杆树和金沙四个矿段，四个矿段的磷矿体均为缓倾斜矿体，其中官房矿段的矿体倾角平均8°左右，其它三个矿段的矿体倾角在25?45°之间。该憐矿采用空场法开采，但考虑到地表上部有公路和村庄，利用空场法进行地下开釆时，若井下矿房跨度过大或矿柱尺寸过小，不仅会造成釆场顶板断裂破坏、冒顶、矿柱压裂等一系列力学问题，影响釆场围岩稳定性，威胁到井下作业人员的人生安全，还可能会波及地表，引起地表发生较大变形或沉陷，对地表

4、的公路、村庄、环境等造成很大影响。相反，如果矿房跨度过小，所留矿柱尺寸过大，又不利于憐矿的充分回收，影响该公司的可持续发展，所以优化采场结构参数研究，对于减小地表沉降、保护地表环境、确保井下安全生产、充分回收矿产资源具有重要的理论意义和实用价值。..1.2国内外研究现状目前国内外矿山生产确定采场结构参数常用方法有经验类比法、Mathe接内昆铁路；矿区向西至大兴。矿区至大兴和毛坪公路为碎石路面，毛坪至永善和昭通公路为柏油路面。大兴位于金沙江边，建有年吞吐量为30万吨的港口。因此，矿区水、陆交通均较方便。该憐矿是铅梓矿的共生矿床，憐矿层在铅锌矿采矿权证由9个拐点坐标所圈定的7.130Um2范围

5、，但由于矿区中部发育的三条（牛角湾、大厂沟、小厂沟）长年流水溪沟（小河）在长期的地质作用下，将河床两岸的憐矿层冲刷剥烛掉，而将憐矿层切割为四块。南边一块称官房矿段；西边称炎山矿段；北边称灯杆树矿段；东边称金沙矿段。2.2矿区自然地理及经济概况磷矿区位于金沙江东侧的斜坡带，矿界范围内主山脊呈北北西走向，最高山峰位于南西角核桃窝后山，标高1958.83m，最低处位于北西部菜园子村庄附近，牛角湾河的出口处，标高650m，相对高差1308.83m。区内地貌类型属深切中山，区内有二级侵烛阶地，一级分布标高在1200-1300m，如官房村庄平台；另一级分布在牛角湾河、大厂沟和小厂沟河谷中，分布标高80

6、0-900m。两级阶地间沟壑纵横。沟塾两侧地形陡峻，多呈V字型，地形坡度平均在30°以上。区内常年流水的溪沟主要有三条：流量最大的是牛角湾河，分布在矿区北部，分布标高650-900，河床标高650-10200大厂沟和小厂沟在旱季多断流。现在矿山生产、生活用水是从矿区外南东部大厂沟上游用暗沟引到矿区利用，引水点上游无村庄和开采坑道等污染源，水质较好，无色无味，清澈透明，矿山职工及附近村民长期饮用未发现不良反应。矿区属温带山地半潮湿气候，年最高温度41.3°C，最低-2°C，年平均气温26.3°C。最冷月份多出现在一月，最热月份出现在7月。.第三章研究理论基础.

7、........123.1岩石力学实验及岩体物理力学参数研究.........123.1.1岩石力学实验.........123.1.2矿岩体物理力学参数估算.........123.2体破坏力学机理.........163.3岩体破坏判据.........173.3采场失稳基本模式及机理.........193.4本章小结.........23第四章灯杆树矿段釆场结构参数优化.........244.1采场矿岩应力分.