阶段嗣后充填采矿设计优化研究.pdf

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1、ＩＳＳＮ１００５－２７６３矿业研究与开发第３４卷第３期２０１４年６月ＣＮ４３－１２１５／ＴＤＭＩＮＩＮＧＲ＆Ｄ，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１４＊阶段嗣后充填采矿设计优化研究董璐１，２，高谦１，２，李茂辉１，２，王有团１，２（１．北京科技大学土木与环境工程学院，北京１０００８３；２．北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京１０００８３）摘要：针对大型贫铁矿采用的上向阶段嗣后充填采矿方ｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｎｉｎｇｍｏｄｅｌｓ．Ｔｈｅｓｔｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ法，提出超大采场开采的点

2、柱式结构型式，同时开展了３种ｒｅｖｅａｌｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄ－回采模式阶段嗣后充填采矿的可行性论证与采场结构参数ｅｌｓ，ｓｏｔｈｅｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇｄｅｓｉｇｎｃｏｕｌｄａｐｐｌｙｔｏｃｏｍｐｌｅｘｃｈａｎ－的优化研究。针对司家营铁矿南区的工程和水文地质条件ｇｅｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｍｉｎｅｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅ和充填体的力学参数，采用ＦＬＡＣ３Ｄ数值分析软件，设计不ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｓａｆｅａｎｄｈｉ

3、ｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｉｎｉｎｇ．同回采方案下的正交数值试验，建立了南区开采的优化模ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｓｔａｇｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ，Ｐｏｉｎｔｐｉｌｌａｒ，Ｓｔｏｐｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ型，得到不同回采模式下的最佳采场结构参数。通过对采场ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｔｅｓｔ稳定性评价，揭示了不同回采模式的优越性和不足，从而使采矿设计方案适用于复杂变化的矿山工程地质条件，为实现０前言矿山安全高效开采打下了基础。众所周知，由于矿床均经历了多次地质构造和关键词：阶段嗣后充填；点柱；采场结构参数；正

4、交数值试验成矿作用，导致矿山的工程地质和水文地质复杂多中图分类号：ＴＤ８５３．３４文献标识码：Ａ文章编号：１００５－２７６３（２０１４）０３－０１３６－０４变，矿岩特性与工程稳定性存在空间的不确定性。DOI:10.13827/j.cnki.kyyk.2014.03.002在整个矿山系统中，采矿方案优化设计与决策是矿［１－２］ＳｔｕｄｙｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＳｔａｇｅＢａｃｋｆｉｌｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ山组织生产的前提和依据。回采方案的优越性１，２，ＧＡＯＱｉａｎ１，２，ＤＯＮＧＬｕ和采场结构参数的合理性对矿山安

5、全生产和效益具１，２，ＷＡＮＧＹｏｕｔｕａｎ１，２ＬＩＭａｏｈｕｉ有关键性作用。（１．ＣｉｖｉｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ在以往的设计、计划和生产管理工作中，由于对ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；赖以做出决策的关于地层深处矿床地质条件和开采２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈ－ＥｆｆｉｃｉｅｎｔＭｉｎｉｎｇａｎｄ环境信息的掌握程度不足，通常借助于现有的工程ＳａｆｅｔｙｏｆＭｅｔａｌ

6、Ｍｉｎｅ（ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ经验和设计规范类比决策结果。随着矿山机械化水ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）平的提高，以及大规模、高强度集中生产的采矿方法Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｓｔａｇｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ在地下矿山中的应用，传统模式的局限性逐渐凸显ｕｓｅｄｉｎｔｈｅｌａｒｇｅａｎｄｐｏｏｒｉｒｏｎｏｒｅ，ｐｏｉｎｔｐｉｌｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒ出来，导致方案实施过

7、程中经常遇到各种各样的问ｓｕｐｅｒｓｔｏｐｅｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ａｎｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ［２－６］题，延误了方案的实施。ａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｕｄｙｏｎｓｔｏｐｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒ３本文针对司家营铁矿南区采用的上向阶段充填ｓｔａｇｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｓｔｏｐｉｎｇｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｂａｓｅｄｏｎ采矿方法，根据矿区力学参数的研究，运用数值模ｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｍ

8、ｅｃｈａｎｉｃｓ［７］拟、回归分析、目标优化等手段，对矿区初步设计ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｆｉｌｌｉｎｇｂｏｄｙｉｎｓｏｕｔｈｅｒｎＳｉｊｉａｙｉｎｇｉｒｏｎ进行调整，提出切实可行的回采方案及结构参数，以ｍｉｎｅ，ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｎｕｍｅ