軟破礦巖大參數(shù)無(wú)底柱開(kāi)采的理論與實(shí)踐序言

無(wú)底柱分段崩落法是我國(guó)地下鐵礦山采用最多的一種采礦方法,其開(kāi)采礦量占我國(guó)地下鐵礦開(kāi)采總量的80%以上。長(zhǎng)期以來(lái)，受鑿巖設(shè)備的限制，無(wú)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(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)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(lái)經(jīng)濟(jì)效益。魯中冶金礦業(yè)集團(tuán)公司小官莊鐵礦作為復(fù)雜難采軟破礦床的代表，長(zhǎng)期以來(lái)一直使用10m×10m結(jié)構(gòu)參數(shù)的無(wú)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(guó)最難采礦山之一，對(duì)小官莊鐵礦進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究不僅對(duì)小官莊礦，而且對(duì)其他礦山也具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用，為此我國(guó)將小官莊鐵礦“大間距集中化無(wú)底柱采礦新工藝研究”列為國(guó)家“十五”攻關(guān)課題，要求對(duì)軟破礦巖條件下結(jié)構(gòu)參數(shù)規(guī)律、放礦方式、鑿巖機(jī)具、地壓管理對(duì)策和集中化開(kāi)采模式等進(jìn)行系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。

本書(shū)以作者從事的國(guó)家“十五”攻關(guān)課題“大間距集中化無(wú)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(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定出放出體的形態(tài)，得到了放出體的偏心率曲線(xiàn)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(dǎo)出最佳進(jìn)路間距和放礦步距的計(jì)算公式，并通過(guò)理論分析證明了用該方法計(jì)算的結(jié)構(gòu)參數(shù)能較好地滿(mǎn)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(guò)實(shí)驗(yàn)室放礦模型實(shí)驗(yàn)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(wú)底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)“高分段時(shí)小間距、低分段時(shí)大間距”的模式，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)與分段數(shù)和分段的關(guān)系、下盤(pán)開(kāi)巖界限及沿脈進(jìn)路位置進(jìn)行了優(yōu)化和分析。2100433B

第一章 緒論

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

1.1.1 國(guó)外無(wú)底柱分段崩落法大結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)用概況

1.1.2 我國(guó)無(wú)底柱分段崩落法的大結(jié)構(gòu)參數(shù)的應(yīng)用

1.2 無(wú)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(wú)底柱分段崩落法崩落礦巖移動(dòng)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(cè)定

2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理與分析

2.2.3 小結(jié)

2.3 無(wú)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(jì)算

第三章 無(wú)底柱分段崩落法最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)驗(yàn)確定方法

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

3.1.1 具體實(shí)驗(yàn)方案

3.1.2 實(shí)驗(yàn)待測(cè)指標(biāo)

3.1.3 幾何相似比

3.1.4 截止放礦的相似條件

3.1.5 實(shí)驗(yàn)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(jī)模擬確定法

3.2.1 隨機(jī)模擬原理

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

3.2.3 小結(jié)

3.3 無(wú)底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)理論與實(shí)驗(yàn)方法對(duì)比

3.3.1 無(wú)底柱分段崩落法結(jié)構(gòu)參數(shù)研究方法的對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸

3.5 無(wú)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(wú)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(shì)決策的基本原理

3.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)試驗(yàn)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(wú)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(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

4.1.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

4.2.2 實(shí)驗(yàn)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(kāi)掘底板巖石的放礦模擬試驗(yàn)

4.3.3 最佳底板開(kāi)掘高度和開(kāi)巖界限的計(jì)算

4.3.4 小結(jié)

4.4 沿脈進(jìn)路位置的優(yōu)化

4.4.1 最佳開(kāi)巖邊界的判據(jù)

4.4.2 最佳開(kāi)巖邊界的幾個(gè)規(guī)律

4.4.3 張家洼鐵礦沿脈進(jìn)路位置的優(yōu)化

4.4.4 小結(jié)

第五章 放礦理論與實(shí)踐

5.1 無(wú)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(wú)（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(tuán)公司截止品位放礦實(shí)踐

5.2.1 兩礦截止品位的計(jì)算模型

5.2.2 公司截止品位的計(jì)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(duì)比

5.2.6 統(tǒng)一截止品位和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的計(jì)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(shí)礦巖比值的討論

5.3 小官莊鐵礦低貧化放礦實(shí)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(jì)比較及最佳截止品位的優(yōu)化

5.3.3 魯中公司無(wú)底柱分段崩落法低貧化放礦的工業(yè)實(shí)驗(yàn)

5.3.4 小結(jié)

第六章 基于大結(jié)構(gòu)參數(shù)的鑿巖設(shè)備及配套釬具

6.1 氣液聯(lián)動(dòng)鑿巖設(shè)備的研制

6.1.1 地下中深孔鑿巖

6.1.2 氣液聯(lián)動(dòng)鑿巖設(shè)備

6.2 氣液聯(lián)動(dòng)鑿巖設(shè)備的應(yīng)用

6.3 氣液聯(lián)動(dòng)鑿巖設(shè)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(yàn)成果

第七章 軟破礦巖條件下低成本地壓管理對(duì)策及支護(hù)方法

7.1 軟破礦巖條件下低成本地壓管理對(duì)策

7.1.1 魯中冶金礦業(yè)集團(tuán)公司地壓顯現(xiàn)特征

7.1.2 地壓活動(dòng)的成本分析

7.1.3 低成本地壓管理對(duì)策

7.1.4 小結(jié)

7.2 軟破礦巖條件下無(wú)噴射混凝土支護(hù)方法的實(shí)踐

7.2.1 兩礦巷道支護(hù)形式現(xiàn)狀

7.2.2 無(wú)噴錨網(wǎng)支護(hù)試驗(yàn)

7.2.3 試驗(yàn)效果

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

8.1 試驗(yàn)礦塊選擇

8.1.1 礦床賦存狀況

8.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)的選取

8.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)及采準(zhǔn)設(shè)計(jì)

8.3 施工掘進(jìn)

8.3.1 施工方法

8.3.2 支護(hù)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(chǎng)的鑿巖爆破及中深孔布置與設(shè)計(jì)

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

8.7 小結(jié)

第九章 軟破礦巖條件下無(wú)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(biāo)優(yōu)化

9.2.3 數(shù)學(xué)模型的建立

9.2.4 費(fèi)用表達(dá)式的構(gòu)思

9.2.5 多目標(biāo)規(guī)劃的求解

9.2.6 小官莊鐵礦集中化生產(chǎn)實(shí)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(yàn)證

9.3.4 二期工程產(chǎn)量平衡

第十章 無(wú)底柱分段自然崩落法應(yīng)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(guó)內(nèi)的應(yīng)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(wú)底柱與自然崩落法聯(lián)合應(yīng)用新思路

參考文獻(xiàn)

《軟破礦巖大參數(shù)無(wú)底柱開(kāi)采的理論與實(shí)踐》由科學(xué)出版社出版。

由李希勇、劉峰、華心祝主編的《千萬(wàn)噸<級(jí)>大 采高綜放工作面開(kāi)采理論與工程實(shí)踐》以山東新巨龍 能源有限責(zé)任公司230l大采高綜放工作 面作為工程背景，在開(kāi)展千萬(wàn)噸(級(jí))大采高綜放工作 面設(shè)備配 套選型研究所取得的研究成果以及國(guó)內(nèi)大采高綜放工 作面調(diào)研的 基礎(chǔ)上撰寫(xiě)而成。全書(shū)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(yùn)移規(guī) 律、大采高綜放工作面參數(shù)及開(kāi)采工藝、大采高綜放 工作面設(shè)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(shí)例。

本書(shū)可供從事煤礦開(kāi)采、設(shè)計(jì)、施工、管理和科 研等工作的 技術(shù)人員參考，也可供高等學(xué)校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考。

《深部開(kāi)采基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐》系統(tǒng)總結(jié)了"創(chuàng)新群體"近幾年來(lái)在深部資源開(kāi)采基礎(chǔ)理論與應(yīng)用、深部地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)、軟巖工程巖體力學(xué)理論與支護(hù)技術(shù)等方面的成果，收入了專(zhuān)題評(píng)述、研究論文等。主要總結(jié)了深部資源開(kāi)采的有關(guān)問(wèn)題，尤其是結(jié)合我國(guó)煤礦深部開(kāi)采問(wèn)題開(kāi)展了大量現(xiàn)場(chǎng)研究工作，對(duì)深部采礦中高溫、高壓、高滲透壓作用下巖石的基本力學(xué)性能、破壞特征和破壞機(jī)理、深部巖層移動(dòng)規(guī)律等進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并涉及了一些深部開(kāi)采工程實(shí)例。

1 概述

1.1 問(wèn)題的提出

1.2 研究現(xiàn)狀

1.3 大采高綜放工作面設(shè)備使用及存在的問(wèn)題

1.4 大采高綜放開(kāi)采技術(shù)特點(diǎn)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(yùn)移規(guī)律

2.2 煤壁片幫機(jī)理

2.3 工作面支架阻力分布規(guī)律及來(lái)壓特征

2.4 采場(chǎng)圍巖控制

3 頂煤冒放性及頂煤運(yùn)移規(guī)律

3.1 頁(yè)煤冒放性

3.2 頁(yè)煤運(yùn)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(kāi)采工藝

4.1 作面傾斜長(zhǎng)度

4.2 工作面合理推進(jìn)長(zhǎng)度

4.3 大采高綜放開(kāi)采工藝

5 大采高綜放工作面設(shè)備配套選型

5.1 液壓支架工作阻力計(jì)算方法

5.2 液壓支架選型

5.3 工作面配套設(shè)備選型

5.4 大采高綜放工作面設(shè)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(jì)分析

6.3 系統(tǒng)可靠性計(jì)算模型

6.4 系統(tǒng)可靠性計(jì)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(fēng)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(shí)例

8.1 工程實(shí)例一：同煤集團(tuán)同忻煤礦

8.2 工程實(shí)例二：同煤集團(tuán)塔山煤礦

8.3 工程實(shí)例三：西山煤電公司斜溝煤礦

8.4 工程實(shí)例四：神華集團(tuán)神東公司保德煤礦

參考文獻(xiàn)