采矿方法的选择及方案模糊综合优选,模糊数学论文.docx
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1、采矿方法的选择及方案模糊综合优选,模糊数学论文摘 要: 某铁矿矿体产状平缓,矿岩软弱破碎,自建矿以来一直使用无底柱分段崩落法,该采矿方式方法在生产经过中存在矿石损失贫化大、支护强度大、采矿成本高等问题,已不适应矿山生产要求。本文综合利用层次分析法和模糊数学进行采矿方式方法优选,根据最大从属原则,排定各采矿方案的优劣次序,推荐采用下向进路充填与大直径深孔嗣后充填联合采矿法。现场试验结果证明:该采矿方案在开采安全性、适应性、成本和效率方面的优势较为突出,具有良好的推广价值。 本文关键词语: 层次分析; 模糊数学; 下向进路充填法; 大直径深孔嗣后充填法; 0、 引言 矿区位于莱芜断陷盆地内,在地貌
2、上处于山前平原地带,矿区附近地面标高为190200 m。该地区属暖温带大陆性气候,极端最高温度39.2,极端最低温度-21.8。年平均降水量为766.9 mm,多集中在69月。历年最大降水量为1404.9 mm(1964年,历年最小降水量为490.9 mm,日最大降水量为168.9 mm(1975年9月1日。年平均风速3.0 m/s,全年主导风向为东北,地震烈度为7度。 矿床顶底板围岩及层间夹石的岩性种类较多,岩性变化复杂,稳定性情况分级多为级,稳定性差不稳定。矿体走向北西 近水平,倾向270 320 ,倾角10 40 。矿床主矿体围岩顶板为奥陶系大理岩或古近系砾岩,底板为闪长玢岩或大理岩;零
3、星矿体围岩顶板为闪长玢岩或蛇纹石化大理岩,底板为蛇纹石化大理岩或矽卡岩及闪长玢岩;砾岩矿体围岩顶板为古近系砾岩,底板多为大理岩和主矿体磁铁矿。矿床、矿体围岩顶板为石炭系板岩或古近系砾岩,底板为闪长玢岩或大理岩;、矿体围岩顶板多为闪长玢岩或蛇纹石化大理岩,底板为蛇纹石化大理岩或矽卡岩;、矿体围岩顶板为大理岩或蛇纹石大理岩,底板多为矽卡岩、闪长岩等。除大理岩、闪长岩及蚀变闪长岩等正常情况下稳定性较好外,其它围岩稳定性较差,在一定条件下容易发生失稳变形,造成一定危害。 矿区地应力较大,且矿岩软弱破碎,自建矿以来一直采用无底柱分段崩落法开采,接近矿体附近时巷道多变形或坍塌,不经支护几乎无法生产,且生产
4、经过中存在矿石损失贫化大、支护强度大、采矿成本高等问题。若继续沿用该采矿方式方法,随着开采深度的进一步加大,地压显现将更为严重,损失贫化指标将更难控制,地表塌陷范围也将进一步扩大。根据矿山实际情况,以 安全、高效、经济、环保 为原则,开展采矿方式方法方案研究是矿山开采时的重要工作1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12。 1、 采矿方式方法选择 为了切实解决矿山所面临的难题和知足实际生产需求,同时考虑技术经济方面的因素,针对矿山倾斜、缓倾斜厚大破碎矿体的实际情况,可知进路充填法是开采此类型矿体的总体方向,采场可沿走向或垂直走向布置,同时需要对矿块尺寸参数进行深切进入研究,据此提出了
5、2个技术上可行的采矿方案1: 方案 下向进路充填采矿法; 方案 下向进路充填与大直径深孔嗣后充填联合采矿法。 1.1、 下向进路充填采矿法 本采矿方式方法如此图1所示。 1.1.1、 采场布置与采场构造参数 在矿体水平厚度小于30 m时,进路方向沿矿体走向布置,当矿体厚度大于30 m时,进路方向沿矿体走向方向和垂直矿体走向方向均可。在水平面上将矿体划分为盘区开采。当进路垂直矿体走向时,盘区沿矿体走向长65 m,此时若矿体水平厚度大于80 m,则沿矿体厚度方向划分为2个盘区。若进路方向沿矿体走向布置,则盘区沿矿体走向长65m。上分层进路和相邻下分层进路可垂直穿插布置,若不垂直穿插时,上下分层进路
6、错开半个进路宽度位置。 图1 下向进路充填采矿法 在高度上将矿体划分为分段,从中段水平开场,往上第一分段高度为20 m,再往上的分段高度为15 m当前矿山中段高度50 m。分层进路高度5 m,进路宽度5 m。 1.1.2、 采准切割工程 在各分段水平掘进分段平巷,分段平巷之间用斜坡道连接。从分段平巷开场,沿矿体走向每隔65m掘1条分层联络道通达采场,每盘区每分层掘1条联络道,上下分层联络道在平面上错开一段距离约10 m。从联络道开场沿矿体走向在矿体下盘底板布置脉内沿脉平巷。当进路方向沿矿体走向时,分层联络道进入分层水平后再水平掘进,直至穿透矿体,该水平巷作为本分层联络平巷兼措施巷。 从沿脉平巷
7、每隔一段距离布置回采进路。在矿体下盘脉外布置溜矿井和溜井联络道和其他采切工程。 1.1.3、 回采工艺 一回采自上而下分层进路回采,从分层沿脉巷开场,每隔一段距离进行进路回采,相邻进路之间隔采一。盘区内共分4期进路,分别为期、期、期和期进路。期进路回采完成后,回采期进路,同时进行期进路的充填工作,同理回采和充填期和期进路。 进路回采断面5 m 5 m,首层回采断面3.5 m 3.5 m,采用Boomer K41.DCS凿岩台车凿岩,孔深3.03.5 m,钻头直径 40 mm,铲运机出矿。 1.1.4、 采场充填 期进路回采完成后,在进行期进路回采的同时,进行期进路的充填工作。采用全尾砂胶结充填
8、。充填前将待充进路进行平场工作,然后在进路底板上铺设钢筋金属网,并做好充填挡墙。再进行充填工作。从专用通风充填井引充填管充填,充填管经过充填天井至沿脉平巷、进入待充进路,充填管架设于进路的最高处,可以在充填体内预埋充填管。要求充填体强度大于3 MPa,进路底部3 m高范围内的充填体强度必须大于3 MPa,进路上部2 m高范围内强度必须大于2 MPa。为了保证充填接顶,进路回采时保持3 5 的坡度,且充填引管水和洗管水不进入充填区。 1.1.5、 采场通风 在每个中段之间布置专用通风天井,在中段两翼各布1条通风充填天井,该天井与各分段平巷、脉内沿脉平巷贯穿。主风流从一翼通风井上升至分段平巷和沿脉
9、平巷,再从另一翼天井上升至上中段。回采进路采用局扇通风。每次回采爆破后,必须用局扇通风30 min以上,待污风完全排尽后方可进入工作面进行下一工序的作业。 1.2、 下向进路充填与大直径深孔嗣后充填联合采矿法 本采矿方式方法如此图2所示。 1.2.1、 采场布置与采场构造参数 当矿体倾角小于30 时,采场长度方向最好沿矿体走向方向。延续原下向进路充填法的区域划分概念,仍将矿体划分为盘区2。 图2 下向进路充填与大直径深孔嗣后充填联合采矿法 第一、二步骤采区宽1215 m。盘区宽度7290 m,即每3个第一步骤采区和3个第二步骤采区合为一个盘区。采区长度控制在5060 m为宜。分层进路高度5 m
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