良山铁矿岩石力学设计.pdf

≮ 一 良山铁矿岩石力学设计 长 沙 有 色 冶 金 设 计 研 究 院 墨 璺 丁 9 厂 【 擒耍】 ＆ 计 ，本文舟 -岩 力 面 影 响的缓 倾斜矿 傩矿拄的 短角 相盘 匿方 位提出 了看 法 ． 关键诃岩石力学设计 ，缓倾斜矿柱 绒 砷皓 我院继 良山铁矿岩 石 力 学试验研究 “ 之 后，又 陆续 开展 了 良山矿区采矿方法试验 和 太平山矿区 期工程 设 汁。这两 项工程 应 甩 了岩石 力学试验研究成果 ，突 出了岩石 力 学在 采矿工程试验与设 计中的作 用，实现 了 科研成果 转换成生产力 的 -H标 。 1 矿 山地质概况 良山铁矿位 于赣中铁矿 田中帮，矿床类 型系新 余式 沉积变质 矿床 。区域 地质构造 位 餐在华南准地台湘桂赣褶皱带东部，神l U 复 适 即 A 0 ． 4 0 ． 3 5 0 ． 2 5 采场凿岩 硐室 稳定 性评价为 B Ae． R f B 1 1 A ’ I J 。 。 。 。 ’ r 0 ． 0 9 5 0． 3 8 8 0 ． 3 7 6 0． 0 7 3 0 ． 0 1 3 、 1 0 ． 2 0 3 0 ． 2 2 2 0 ． 2 2 3 0 ． 0 7 9 0 ． 0 3 2 f 0。 3 3 5 0 ． 0 8 9 0 ． 2 0 1 0． 02 2 0 ． 0 4l／ 0 ． 1 9 8 0 ． 2 3 5 0 ． 3 0 1 0 ． 0 6 2 3 0． 0 2 6 进行归一 化处理得 0 ． 2 4 0 ． 2 8 8 0 ． 3 6 6 0 ． 0 7 6 0 ． 0 3 6 按最大隶属原则，采场凿岩硐室稳定性 评价 为 Ⅱ级 ， 即中等 稳定 ，且偏稳 。实际情 况是，此采场使用V C R法回 采，已 回 采 完 学没 计 的一些 基本 原则 和_虹 理方 法 ，并 对 受结构 可 鞋 同行 参考 ， I ／ 瓤 乐 式 倒转 背斜 南翼。 地层为震 旦系 浅变质石英 片岩 。 矿 床被一直 径为 3 5 0 m的花岗岩株 分 割 成东西两个矿区，东部称 良山矿廷，西部称 太平 山矿区 。 地层倾 向西 到北北东 ， 倾 角缓倾 斜到倾 斜， 约1 7 4 5 。 。矿体产状 同地 层 产 状，倾角 以缓颤斜为主 矿石类型有条带状 磁铁石 英片岩和 绿泥磁铁石 英片岩 ，含铁 品 位2 6 ． 6 N2 7 ． 8 ，储量超 过 5 0 0 0 万t 。 近矿 围岩顶板 为二云 母石 英片岩， 底板为绿 泥石 英片岩。 毕。除局 部用锚杆支 护外 ，在 回采过程 中一 直很安 全，未 出现任何 冒顶 、片帮事故 。这 说孵 评价 结果与实际情况 很 吻台。 5 结束语 嗣模 糊数学评债采场 稳定性切 实 可行 ， 是 值得 探索和有 前途的，但 评价团素 的选取 较为 关键，应尽 可能与实 际结 合， 反映真实 情 况。此 外，权重分配 的确 定 由经验 得来 ， 积累和摸索这一方 面的经验 也是一 个主要 问 题。 参考文献 I ． 贺伸雄 ． 模辐数学殛其直用． 天津大学出版社， 1 9 8 7 J 3 2 ～i j 8 2 采 矿设 计 手 册 编 委舍 ． 采 矿设 计手册 2 卷 ． 中国建 筑 工 业出艟 社 ，f 9 ． 1 O 鼬 ～1 1 6 2． 责 压编辑黄燮 中 良山铁矿岩石力学设计 泉晨晖 一 6 7 ～ 维普资讯 矿 区 地貌为构 造 剥蚀低 山丘 陵，侵蚀 基 准面标高1 1 0 m， 良山矿区最高蜂标高4 8 7 m， 太平 山矿 区最 高峰标2 9 4 m， 水文 地 质 条 件简单，现开采矿体位于侵蚀基准面以上。 2 岩石力学试验研究结论 2． I 矿岩 抗压强度 高 、压扭性节理 倾 角 陡 以及顶板存在 压应力是采场维 持稳 定的主要 因 素，其 中结构 面起控制性 作 用。 2 ． 2 建议 利用结构面赋 存方位规 律及 矿 体 缓倾斜产出特点，矿体赋存医域整体布置采 场 方位 ，在 适 当地段 留矿桂 ，避 免折裂穿越 采 场。 2 ． 3 采场宽度 可适 当扩大， 建议 良山 矿 区 采 场宽1 4 ～l 6 m，斜 长5 O re；太 平山矿 区采 场 宽1 3 1 5 m，斜 长5 0 m。 2 ． 4 锚杆支 护是 空场 采矿 法安垒 生 产 必要 手 段，建议 怊1 ． 5 ～2 ． O m长缝管式 锚杆 ，阿 度 1． e ～ 1 ． 5 m1 ． 0 ～ 1． 5 m。 3 良山矿 区试验采 场岩 石力 学设计 3 ． 开采技术条 件 采场位于3 2 0 m中段 东 区， 方 位 g L l O 。 ，净宽1 6 m，斜长9 8 ． 5 m，分成上下 两个 分 段。矿体 平均厚7 ． 5 4 m，倾 角l 7 。 。 采场 的采 准工程及部分 切割工程在试验 任 务下达之前即已完成，给采场布置造成额 坍 的制约 参考图 2。 断裂裂 隙以走向南北 为主 ，走 向东西 为 剧 。倾角7 0 8 0 。 。断裂宽l 2 c m，充填石 英。节理裂 隙无充 填，壁面紧 闭，迹 长l 0 余 米 。矿岩 的几个主要物 理力学指标 如表 1。 3． 2 采 矿方 法 提 出用边侧单上 山同步 形成 矿柱 中深孔 房柱 法” 图 2 。这 种采矿方法既具 有边 侧双 上 山采矿 法安全 、边界易于控 制 、爆 破 效果好 的优点，又 比双 上山的工程量 少 。 3 ． 3岩 石 力 学 最 计 表1矿岩物理 力学 性质 表 岩 性 晨 焉 瑟 妻 整 曩萎 翁 由于采 准工程 已完工 ，采场 已定形 ，无 法变动采场方位摆脱断裂影响，岩石力学设 计只能 从调 整采场构 成要 素 、运 用加 固技术 入手，达到治理顶板断裂和减少断裂裂隙对 矿柱危 害的 目的。 3 ． 3 ． 1 治理顶板 断裂 图 I 试验采场顶 板结 构面 全 空 间赤平投影圈 图 中P ． 为 片理 面，一般 地，它 将成为顶 板 自 由面。 根据块体可动性定 理“ ， 位于P ． 圈定 域之外的编号为0 1 1 1 的裂隙锥对应的块体可 -- 58 一 有 l 』 J 一1 9 9 4 维普资讯 动。它由断裂上盘和其他结构面 F 盘构成， 可能 沿断裂倾 向线 滑动 。 治 理断裂方案 有三 t匿临时 矿柱 }预加 同j 事后 加固 0． 3 ． 1 ． 1留临时矿柱 根据 断裂产状和 位置，在 不影 响正常 回 采作业 条件 下，设计 临时矿柱 ，待其余 部分 卸 采完毕，再予 以回收。 0． 3 ． 1 ． 2预加 固 回采 前，在靠近顶板的 矿体内，沿断 裂 走 向掘一 条巷道，在巷 道 内上 向安 装 锚 杆 索 。 3． 3 ． 1 ． 3事后 加固 回采 中待断裂暴 露后，在 爆 堆上锚 固顶 板 。 3 ． 3 ． 2 减 少断裂 裂 隙对 矿柱危害 3 ． 3 ． 2 ． 1 间拄位 置 360 3 0 3e0 340 c ． 4 0 7上山剖面图 图2边 侧革上 山同步形 成矿 柱中 深孔 房柱 法旌 工圈 间柱 位置在一定范 围 内是 可 以调整 的。 婀整原则是；一避开，二避不开则使断裂 下 端包含在阔柱内，使得被断裂上下盘分裂的 矿柱在矿体 底板 上都 有支承点，三是 包不 住 再使 用锚 杆加 固，见 图 2。 3 ． 3 ． 2 ． 2倾 角选择 矿柱 倾 角设 计有两种方式 一 种是垂直 矿体顶底板，即倾斜矿柱，另一种是垂直布 置 ，即直 立矿柱。 作 矿体 鳍构 面全 空间赤 平投影 图如图3 ， 圈8试验采场矿 体 结构面 全 空间赤 平投影 囝 图中P 5 8 O 。 ，图b 将P 置 于最危险位置 ， 即矿柱 根脚处 。可 以看到 ， P 几乎 沿对 角线 将倾斜矿柱劈成两半 ， P 上盘容易滑动。 但P 对直立矿柱只是部分切割，危害程度明显减 小 。 由于结构面是随 机产生 的，直 立矿拄 易 良山捷矿岩石力学设计一糸羼详 一 5 9 一 ．． ～ ．． ～ ～ ～ 一 维普资讯 予减小其危害，故直立矿柱具有 比倾斜矿柱 更 稳定 的结构 。 4 太平 山矿 区二 期工程岩石 力 学设计 二期工程 是扩建 工程，生产 能力 由l 5 万 t ／ a 扩 大到 2 5 万, ／ a 。 4 ． 1 开采技术 条件 二期工程范 围，在平 面 上，东起 5 7 线， 西 止2 4 线，长1 1 0 0 m， 在 标高 上 ， 上达2 0 0 m， 下抵 1 1 4 m， 高差 8 6 m，矿石储量 3 9 2 万t 。 以0 1 线为界 ，矿体分成 东西两个 区。0 l ～5 7 线为东 区，矿体 由几个 同斜平 卧褶 曲首 尾相 连组成，矿量 占总量 的7 0 。0 1 ～2 4 线 为 西区，矿体 由褶 曲重叠组 成，形成 s ～5 层 矿体 ，矿量 占总量 的3 0 。 断裂 有三组 F 为 代表 的东西走向组， 倾向北，位于西 区j F 为代 表的 南 北 走 向 组， 倾向西，位于东区东 部}F． 为代表 的北 西走 向组，倾 向北东，位于 东区 中、西 部 。 三 组断裂倾 角陡， 7 0 8 0 。 ，有 的地段 含 泥 质 物 ，不允许大 暴露 。 节理 裂隙有倾 向东西 南北四组，倾角 7 0 ～ 8 0 。 ，壁 面紧密 接触，无 充填，形 态 呈 舒 缓 波状 ，迹 长3 ～l 0 m。 结构 面发育特点是 ，在 某一 地段 内， 常 常 以某一 组为主，其 余各组发育较 弱，形成 该 地段 结构面 以平行展布 为主 的局 面。这种 展 布形式对岩 体稳定性破 坏 比交叉 展布的要 小 。 矿岩坚硬 ，主要物理力学性质见 表 2。 襄2太平山矿区矿岩 物理 力学 性质 表 岩性 密 g ／ 。蜃 器 叠 素 萎羹 翁 ．2 岩石 力学设 计 4 ． 2 ． 1 隔 离矿柱 断裂 不允 许大暴 露，对于 已 确 定 的折 裂 ，应设计隔离 矿柱 阻止 其暴露 。 东西两 区断裂 出现的 位置不 同，隔 离矿 柱 位置随 之不同 。东 区矿 体走 向 较 长，5 0 0 7 O 0 m， 主要 被北西 向断裂 错 断成 几 段 ， 南北 向断裂 仅出现在 东部矿体 下盘 。盘 区赳 分时 ，盘 区矿柱 选择北西 向方 位，盘区平行 北西 向断裂组， 隔离矿柱 即盘 区矿柱 将断裂 包 裹其 内。 由于 断裂 倾 角 陡，达 7 0 ～8 0 。 ， 矿体 厚度变 薄 ， 一般小 于5 m且 倾角缓，断裂 在 矿体 内水平投 影只 有0 ． 8 8 ～ 1 ． 8 2 m，设 计 4 m宽的隔 离矿 柱 已完全能 将其包裹 且 有 足 够 强度 。西区为几层 矿体 ，矿体走 向较短 ， 5 0 ～ 1 5 0 m，东西 向断裂 位 于 矿 体 南端 ，隔 离矿柱设 计在 断裂 上盘或 下盘 ，阻 止断裂 暴 露 。 4 ． 2 ． 2 采 场宽度 岩石 力学试验研究 结论关 于太 平山矿区 采场宽度 的建议 是 针对 当时 开采 矿体 是缓 倾斜提出的。本设计中西区矿 体 为 倾 斜矿 体 ，具有适 当扩 大采场宽度 的潜力 ，而岩石 力学试验 研究 报告里又有 充足 的资料可 给评 价，故对西 区采场宽度 重新作 了调整 。 采场宽度 涉及 到许多 因素， 当矿岩 物理 力 学性质不变 时，它是暴露 面积也就是 矿体 倾 角的函数。 评 价暴 露面积 用水 力半径 比较方便 。承 力半径定 义 水 力 半 径 曩 其 中暴 露面周 长指暴露 面水 平投 影 面积的周 长， 电是 矿体倾 角的函数。显然 ， 当矿体 倾 角变 陡且水 力半径 已定 时，暴露 面积 即采场 宽 度可 以相 应地增大 。 由修 正的C S I R法 ， 已论 证顶板 水 力 半 径 8 ． 0 m ， 由修 正的 N CI 法得顶 板 水 力 半 径 6 ． 0 m“ ； ，取 水力半 径 6 ． 0 m。设采 场 斜长为5 0 m， 表 3给 出了暴 露面 积 、采场 一一 6 0～ 维普资讯 g 0 氮气在铜钼分选上的作用 北 京有色冶 金设计研究总院 壹一 土 r 【 摘要】舟 舞袁 吕首 次 用氯气 进行锅 铝 分选 的试 验结 果 ．德 兴 工业试 验 证B 目 ． 使 用氟气 可 在 j 堂 ／ 矿指标不变的情况下． 节省6 0 ． 5 5 Na 2 S 。作者芷探索了节省氮气用量的工艺．能使德兴铜钼分选每 钟 耋塑分 整 粕 矿， 自 琶 关 键 词 氮 气 浮 选 、 铜 钼 分 离 L ． J 为 ， 1 氮气浮选 ’ 氨气在铜 钼分 选中的应用，开创 了浮选 充气介质的新气源，并为节省药剂带来了可 观的经济效 益， 因而 已在 国外迅 速 推 广 应 用。这是铜钼分选技术上的一大进步。 惰性气体 包括氯气在浮 选 中 的 作 用，很 早 以前 就被人们认识 了。美 国 专 利 3 6 5 5 0 4 4 1 9 7 2 ． 4 ． 1 1 号 提到，在研究诺克 斯 No k e s 抑制锕矿物时使用氮 气，可大 宽 度与矿体倾 角的 关系 。 裘3暴露面 积、采场 宽度 与 矿体 倾角 关系表 倾 角 ‘ 3 0 4 0 4 5 暴露 面积 m 7I 8 ． 7 S B 6 口 { 8 6 { 2 ． 1 4 秉场宽 度 m l 6 ． ∞ 1 7 ． 4 B 1 8 ． 1 6 5 结 论 岩 石力学设计在 采矿工程 中尚 属较新 的 内 容，它 的任务 是协调 ，统一岩石 力学 与采 矿 工艺的 关系 。通 过实践，我们有 下列几点 体会 ； 5 ． 1 应通 过岩石 力学试 验研究 ，对 岩 体 原 始 状 态力学 眭质 和挠动后行 为有较系统的 认 识 ，针对具体工程 ，能 定性 甚至定量判 断相 关岩 体稳 定性 。 5． 2当采 矿工艺和 采准工程 已 定 时，调整 大 降低 诺克 斯的用量， 详见 图。 由图可见 ，在 空 气介质 下诺克斯对铜 盼 抑制作 用时 间很短 见 曲线A． B． c 1只有 。 大剂量下 见曲线D 才能达到抑翩效果。 然而在氮气下，在相当长时间内，诺克斯仍 具有强烈的抑制作用 见 曲 线E 、E ，而 且用量仅为空气的l ／ 4 。 这～ 新技 术终于在 1 9 8 1 年首先在 秘鲁的 夸霍内 C u a j o n e 选矿厂应用，使抑 制 剂 An o ma l C 用量 减少 了5 D ～7 0 。据 报道 ， 采场构成要 素，减 少不利 因素 影响，如 良山 矿区缓 倾斜 试验 采场 用直 立式矿柱减 小结扮 面危害 。 5 ． 3 对 于新 开拓矿体 ，岩石力 学 设 计 与 采 矿工 艺设计互相迁 就，寻求 统一 。如太平 Ⅱ f 矿 区二期工程东 医就充分 利用 了断裂分布 鞍 有规 律、矿体 缓倾斜产 出 以及盘 区方位选 择 余 地大的条件， 选取 台理 的盘 区方 位，既厢 离 了断裂 ，又兼顾 了盘 区形 状应 比较 规整 的 要 求 。 参 考文 献一 1 崇晨晖等． 良山铙矿岩石力学 试 验研究． 工程设计 与 研 亢 ．1 2 ． 4 l ～ 5 ． 2长沙有 色 冶盘 设计研 究院 ． 良山铁矿采 矿方法 试 验 研 究 ． 1 9 9 2 ． 3瓤锦 华 ．吕祖珩 ， 块 体瑗论 在工程 岩 体稳定分析 中 前应甩 ． 北京 东利电力出版社．1 9 8 6 ． 责任编辑王 家骧 氮 气在 铜铝分 选上 的 作用 黄济喜 ～矿 ～ ～ 选 g 维普资讯