軟破礦巖大參數(shù)無底柱開采的理論與實踐序言

無底柱分段崩落法是我國地下鐵礦山采用最多的一種采礦方法,其開采礦量占我國地下鐵礦開采總量的80%以上。長期以來，受鑿巖設備的限制，無底柱分段崩落法采用的結(jié)構(gòu)參數(shù)較小，限制了采礦量的增加。

國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐證明，加大分段崩落法的結(jié)構(gòu)參數(shù)可大幅度降低采礦成本，給礦山帶來經(jīng)濟效益。魯中冶金礦業(yè)集團公司小官莊鐵礦作為復雜難采軟破礦床的代表，長期以來一直使用10m×10m結(jié)構(gòu)參數(shù)的無底柱分段崩落法采礦，但隨著采礦深度的增加，為了降低采礦成本，迫切需要加大結(jié)構(gòu)參數(shù)。小官莊礦是我國最難采礦山之一，對小官莊鐵礦進行結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究不僅對小官莊礦，而且對其他礦山也具有很強的指導作用，為此我國將小官莊鐵礦“大間距集中化無底柱采礦新工藝研究”列為國家“十五”攻關(guān)課題，要求對軟破礦巖條件下結(jié)構(gòu)參數(shù)規(guī)律、放礦方式、鑿巖機具、地壓管理對策和集中化開采模式等進行系統(tǒng)的理論和實驗研究。

本書以作者從事的國家“十五”攻關(guān)課題“大間距集中化無底柱采礦新工藝研究”所取得的成果為依托，根據(jù)放出體理論，按放出體與礦石堆體形態(tài)最大吻合原則提出了確定最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的標準；通過實驗室實驗方法，測定出放出體的形態(tài)，得到了放出體的偏心率曲線和回歸方程；按礦石堆體高度等于兩倍分段高度的純礦石放出體相切條件，推導出最佳進路間距和放礦步距的計算公式，并通過理論分析證明了用該方法計算的結(jié)構(gòu)參數(shù)能較好地滿足礦石回收量和純礦石回收率最大；以小官莊鐵礦為條件，通過實驗室放礦模型實驗及結(jié)果分析，確定了小官莊鐵礦不同分段高度下的結(jié)構(gòu)參數(shù)；根據(jù)小官莊鐵礦各種結(jié)構(gòu)參數(shù)的推薦值提出了無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)“高分段時小間距、低分段時大間距”的模式，同時對結(jié)構(gòu)參數(shù)與分段數(shù)和分段的關(guān)系、下盤開巖界限及沿脈進路位置進行了優(yōu)化和分析。2100433B

第一章 緒論

1.1 無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)的應用現(xiàn)狀

1.1.1 國外無底柱分段崩落法大結(jié)構(gòu)參數(shù)應用概況

1.1.2 我國無底柱分段崩落法的大結(jié)構(gòu)參數(shù)的應用

1.2 無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究現(xiàn)狀

第二章 最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論與確定方法

2.1 無底柱分段崩落法崩落礦巖移動的基本規(guī)律

2.1.1 礦石殘留體

2.1.2 放出體

2.1.3 礦石堆體

2.2 放出體形態(tài)測定

2.2.1 實驗原理

2.2.2 實驗結(jié)果的整理與分析

2.2.3 小結(jié)

2.3 無底柱分段崩落法最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論與確定方法

2.3.1 最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)理論

2.3.2 最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法

2.4 小官莊鐵礦最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算

第三章 無底柱分段崩落法最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)實驗確定方法

3.1 小官莊鐵礦最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的實驗確定方法

3.1.1 具體實驗方案

3.1.2 實驗待測指標

3.1.3 幾何相似比

3.1.4 截止放礦的相似條件

3.1.5 實驗結(jié)果

3.1.6 回歸

3.1.7 小結(jié)

3.2 小官莊鐵礦結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機模擬確定法

3.2.1 隨機模擬原理

3.2.2 小官莊鐵礦結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機模擬結(jié)果

3.2.3 小結(jié)

3.3 無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)理論與實驗方法對比

3.3.1 無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)研究方法的對比

3.3.2 幾種方法的研究結(jié)果的比較

3.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)的參考值

3.3.4 小結(jié)

3.4 小官莊鐵礦生產(chǎn)礦塊最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定

3.4.1 方案表

3.4.2 實驗結(jié)果回歸

3.5 無底柱分段崩落法最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)圖解確定法

3.5.1 確定15m分段高度最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的圖解法

3.5.2 確定12.5m分段高度最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的圖解法

3.6 無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)的灰色決策確定法

3.6.1 灰色局勢決策的基本原理

3.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)試驗及結(jié)果

3.6.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)的灰色決策

3.6.4 小結(jié)

第四章 無底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)的規(guī)律性

4.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)與分段的關(guān)系

4.1.1 實驗方案及結(jié)果

4.1.2 實驗結(jié)果回歸分析

4.1.3 小結(jié)

4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)與分段數(shù)的關(guān)系

4.2.1 實驗方案及結(jié)果

4.2.2 實驗結(jié)果回歸分析

4.2.3 小結(jié)

4.3 切巖高度的贏利分析

4.3.1 底板礦石殘留量

4.3.2 開掘底板巖石的放礦模擬試驗

4.3.3 最佳底板開掘高度和開巖界限的計算

4.3.4 小結(jié)

4.4 沿脈進路位置的優(yōu)化

4.4.1 最佳開巖邊界的判據(jù)

4.4.2 最佳開巖邊界的幾個規(guī)律

4.4.3 張家洼鐵礦沿脈進路位置的優(yōu)化

4.4.4 小結(jié)

第五章 放礦理論與實踐

5.1 無底柱分段崩落法的放礦方式

5.1.1 現(xiàn)行截止品位放礦

5.1.2 無（不）貧化放礦

5.1.3 低貧化放礦

5.1.4 小結(jié)

5.2 魯中冶金礦業(yè)集團公司截止品位放礦實踐

5.2.1 兩礦截止品位的計算模型

5.2.2 公司截止品位的計算模型

5.2.3 立足兩礦確定的各年截止品位

5.2.4 立足公司確定兩礦的截止品位

5.2.5 不同角度礦山截止品位的對比

5.2.6 統(tǒng)一截止品位和經(jīng)濟技術(shù)指標的計算

5.2.7 2005年截止品位管理政策的調(diào)整

5.2.8 截止放礦時礦巖比值的討論

5.3 小官莊鐵礦低貧化放礦實踐

5.3.1 放礦規(guī)律模擬研究

5.3.2 低貧化放礦方式的經(jīng)濟比較及最佳截止品位的優(yōu)化

5.3.3 魯中公司無底柱分段崩落法低貧化放礦的工業(yè)實驗

5.3.4 小結(jié)

第六章 基于大結(jié)構(gòu)參數(shù)的鑿巖設備及配套釬具

6.1 氣液聯(lián)動鑿巖設備的研制

6.1.1 地下中深孔鑿巖

6.1.2 氣液聯(lián)動鑿巖設備

6.2 氣液聯(lián)動鑿巖設備的應用

6.3 氣液聯(lián)動鑿巖設備的配套新型釬具

6.3.1 鑿巖釬頭結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

6.3.2 釬桿結(jié)構(gòu)弊端分析與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

6.3.3 工業(yè)試驗成果

第七章 軟破礦巖條件下低成本地壓管理對策及支護方法

7.1 軟破礦巖條件下低成本地壓管理對策

7.1.1 魯中冶金礦業(yè)集團公司地壓顯現(xiàn)特征

7.1.2 地壓活動的成本分析

7.1.3 低成本地壓管理對策

7.1.4 小結(jié)

7.2 軟破礦巖條件下無噴射混凝土支護方法的實踐

7.2.1 兩礦巷道支護形式現(xiàn)狀

7.2.2 無噴錨網(wǎng)支護試驗

7.2.3 試驗效果

第八章 小官莊鐵礦大結(jié)構(gòu)參數(shù)的工業(yè)試驗

8.1 試驗礦塊選擇

8.1.1 礦床賦存狀況

8.1.2 試驗地點的選取

8.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)及采準設計

8.3 施工掘進

8.3.1 施工方法

8.3.2 支護形式及工藝要求

8.4 地壓控制技術(shù)

8.5 切割、鑿巖、爆破

8.5.1 拉槽方式的選擇和確定

8.5.2 采場的鑿巖爆破及中深孔布置與設計

8.6 小官莊鐵礦大結(jié)構(gòu)參數(shù)試驗礦塊的攻關(guān)效果

8.7 小結(jié)

第九章 軟破礦巖條件下無底柱分段崩落法生產(chǎn)的集中化

9.1 生產(chǎn)集中化的理念

9.2 小官莊鐵礦生產(chǎn)集中化研究

9.2.1 生產(chǎn)集中化的基本概念

9.2.2 采區(qū)生產(chǎn)集中化的多目標優(yōu)化

9.2.3 數(shù)學模型的建立

9.2.4 費用表達式的構(gòu)思

9.2.5 多目標規(guī)劃的求解

9.2.6 小官莊鐵礦集中化生產(chǎn)實踐

9.3 魯中公司二期改造工程的集中化

9.3.1 魯中公司二期改造的背景

9.3.2 礦山生產(chǎn)規(guī)模的確定

9.3.3 礦山生產(chǎn)規(guī)模的驗證

9.3.4 二期工程產(chǎn)量平衡

第十章 無底柱分段自然崩落法應用前景

10.1 自然崩落法崩落采礦原理

10.2 有底柱自然崩落法在國內(nèi)的應用現(xiàn)狀

10.2.1 金山店鐵礦

10.2.2 銅礦峪礦

10.2.3 豐山銅礦

10.2.4 鏡鐵山鐵礦

10.2.5 漓渚鐵礦

10.2.6 金川鎳礦Ⅱ礦區(qū)

10.3 無底柱與自然崩落法聯(lián)合應用新思路

參考文獻

《軟破礦巖大參數(shù)無底柱開采的理論與實踐》由科學出版社出版。

由李希勇、劉峰、華心祝主編的《千萬噸<級>大 采高綜放工作面開采理論與工程實踐》以山東新巨龍 能源有限責任公司230l大采高綜放工作 面作為工程背景，在開展千萬噸(級)大采高綜放工作 面設備配 套選型研究所取得的研究成果以及國內(nèi)大采高綜放工 作面調(diào)研的 基礎上撰寫而成。全書共分八章，分別為：概述、大 采高綜放工 作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖控制技術(shù)、頂煤冒放性及頂 煤運移規(guī) 律、大采高綜放工作面參數(shù)及開采工藝、大采高綜放 工作面設備 配套選型、綜放工作面生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性、大采高綜放 工作面安全 技術(shù)、大采高綜放工作面工程實例。

本書可供從事煤礦開采、設計、施工、管理和科 研等工作的 技術(shù)人員參考，也可供高等學校相關(guān)專業(yè)師生參考。

《深部開采基礎理論與工程實踐》系統(tǒng)總結(jié)了"創(chuàng)新群體"近幾年來在深部資源開采基礎理論與應用、深部地質(zhì)構(gòu)造探測、軟巖工程巖體力學理論與支護技術(shù)等方面的成果，收入了專題評述、研究論文等。主要總結(jié)了深部資源開采的有關(guān)問題，尤其是結(jié)合我國煤礦深部開采問題開展了大量現(xiàn)場研究工作，對深部采礦中高溫、高壓、高滲透壓作用下巖石的基本力學性能、破壞特征和破壞機理、深部巖層移動規(guī)律等進行了系統(tǒng)總結(jié)，并涉及了一些深部開采工程實例。

1 概述

1.1 問題的提出

1.2 研究現(xiàn)狀

1.3 大采高綜放工作面設備使用及存在的問題

1.4 大采高綜放開采技術(shù)特點及適用條件

2 大采高綜放工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖控制技術(shù)

2.1 員板運移規(guī)律

2.2 煤壁片幫機理

2.3 工作面支架阻力分布規(guī)律及來壓特征

2.4 采場圍巖控制

3 頂煤冒放性及頂煤運移規(guī)律

3.1 頁煤冒放性

3.2 頁煤運移規(guī)律

3.3 放煤技術(shù)

3.4 提高采出率技術(shù)

4 大采高綜放工作面參數(shù)及開采工藝

4.1 作面傾斜長度

4.2 工作面合理推進長度

4.3 大采高綜放開采工藝

5 大采高綜放工作面設備配套選型

5.1 液壓支架工作阻力計算方法

5.2 液壓支架選型

5.3 工作面配套設備選型

5.4 大采高綜放工作面設備總體配套

6 綜放工作面生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性

6.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.2 系統(tǒng)主要故障統(tǒng)計分析

6.3 系統(tǒng)可靠性計算模型

6.4 系統(tǒng)可靠性計算

7 大采高綜放工作面安全技術(shù)

7.1 大采高綜放工作面通風系統(tǒng)確定

7.2 大采高綜放工作面瓦斯防治技術(shù)

7.3 大采高綜放工作面防塵技術(shù)

7.4 大采高綜放工作面防滅火技術(shù)

7.5 大采高綜放工作面防治水技術(shù)

8 大采高綜放工作面工程實例

8.1 工程實例一：同煤集團同忻煤礦

8.2 工程實例二：同煤集團塔山煤礦

8.3 工程實例三：西山煤電公司斜溝煤礦

8.4 工程實例四：神華集團神東公司保德煤礦

參考文獻