程潮铁矿崩落法和充填法协同开采方案优化研究

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1、程潮铁矿崩落法和充填法协同开采方案优化研究陈阳许梦国程爱平胡兴浪武汉科技大学资源与环境工程学院摘要：程潮铁矿经过多年的生产，开采深度不断加深，选矿厂下的矿体越來越多。为了开采选厂下的矿体，同时保证选厂的安全和生产效率，采用崩落法和充填法协同开采-430500m矿体。为了研究东西区矿体开采的先后顺序，以及采矿方法回采顺序对选厂稳定性的影响。首先采用正交实验设计得到了9种开采方案，然后采用数值模拟得到9种开采方案关键点1的垂直位移以及关键点2的安全系数,最终得到方案4最优，并对方案4的釆场稳定性进行分析，得到釆场的稳定性满足安全要求。关键词：协同开采;正交设计;数值模拟;地表

2、沉降;安全系数;作者简介：陈阳(1992-),男，湖北武汉人，硕士，主要从事矿业工程研究，Emai1:460482374@qq.com。收稿日期：2017-04-17基金：国家自然科学基金资助项目(51604195)OptimizationResearchonCollaborativeMiningbyCavinMethodandFillingMethodinChengchaoIronMineCHENYangXUMengguoCHENGAipingHUXinglangSchoolofResourceandEnvironmentalEngineering,WuhanUnive

3、rsityofScienceandTechnology;Abstract：Throughyearsofproduction,theminingdepthofChengchaoironminecontinuallyincreased,andthereismoreandmoreorebodyunderdressingplant.Inordertoexploittheorebodyunderthedressingplant,aswellasensurethesafetyandproductionefficiencyoftheplant,thecollaborativeminin

4、gbycavingmethodandfallingmethodwasusedin-430500m.Tostudytheminingsequenceoftheorebodyineastdistrictandwestdistrict,aswellastheinfluenceofminingsequenceonthestabilityoftheplant,theorthogonaltestswerecarriedout,and9miningschemeswereobtainedatfirst.Then,theverticaldisplacementofNo.1keypointa

5、ndthesafctyfactorsofNo.2keypointofthenineminingschemeswereobtainedbynumericalSimulation.Finally,itwasobtaineclthattheNo.4schemewasoptimal.AndthestopestabilityofNo.4schemewasanalyzed,whichwasprovedtomeetthesafetyrequirements.Keyword：Collaborativemining;Orthogonaldesign;NumericalSimulation;

6、Surfacesubsidence;Safetyfactor;Received：2017-04-17合理的矿体区域开采顺序，以及矿体的回采顺序，能够减少地应力的集中，从而减少开采过程中对周围岩体的扰动。因此，在冋釆顺序优化方面，国内很多矿山进行了相关研究，并得到了一定的成果[1-3]o程潮铁矿前期采用无底柱分段崩落法（以下简称崩落法）采矿，为了保证开采选厂下压矿体时地表构筑物的安全以及矿山的生产力，程潮铁矿考虑在-430^-500m水平采用崩落法和充填法协同开采比U，在靠近选场的西区使用充填采矿法进行开采;在远离选厂的东区使用崩落法。崩落法和充填协同开采面临着东西区矿体开

7、采的先后顺序以及两种采矿方法回采矿体过程屮的最佳回采顺序问题。为此，本文将使用数值模拟研究崩落法和充填法协同开采，着重研究选矿厂地表的沉降以及采场的安全系数，同时对最佳组合方案下的采场稳定性进行分析。1模型建立与方案设计1.1典型断面的选择考虑到组合方案较多，需要对模型进行简化，所以选用-430^-500m水平第四分段（-482.5^-500m）为代表，因为在四个分段中该分段的充填法和崩落法协同开采范围最大。-430~-5000!第四分段矿房划分见图1,如图1所示，5~17是充填法开采西区矿体的矿房和矿柱，屮间部分是隔离矿柱，