深井硬岩大规模开采理论与技术 冬瓜山铜矿开采研究与实践2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第一篇 开采技术条件3

1区域地质与矿区矿床地质特征3

1.1区域地质3

1.1.1区域地层分布特征3

1.1.2区域构造与岩浆岩特征3

1.2矿区及矿床地质特征5

1.2.1矿区自然地理条件5

1.2.2地层及岩性特征5

1.2.3构造特征6

1.2.4岩浆岩9

1.2.5变质作用10

1.3矿床地质特征10

1.3.1矿床特征10

1.3.2矿石特征11

1.3.3矿体围岩特征13

1.4工程地质14

1.4.1岩体结构特征14

1.4.2矿体及其直接顶、底板围岩条件17

1.4.3岩体结构类型18

1.4.4岩体稳定性评价19

1.5矿区水文地质19

1.5.1含水岩组及富水程度19

1.5.2主要破碎带水文地质特征20

1.5.3水化学特征22

1.5.4地下水动态与水力联系23

1.5.5冬瓜山铜矿老区坑道充水特征24

1.5.6冬瓜山铜矿周边矿山水文地质特征24

1.5.7冬瓜山铜矿浅部及周边矿山突水情况25

1.6矿床水文地质特征25

1.7主要井筒与回风道水文地质特征26

1.7.1主井水文地质特征26

1.7.2出风井水文地质特征27

1.7.3回风道水文地质特征28

1.8矿坑涌水量预测29

参考文献30

2矿区原岩应力31

2.1矿区地质构造应力场31

2.2矿区原岩应力测量32

2.2.1孔壁应力解除法原岩应力测量32

2.2.2声发射法原岩应力测量37

2.3矿区原岩应力场分布特征及其应用44

2.3.1矿区原岩应力场的分布特征44

2.3.2原岩应力场测定数据的应用48

参考文献49

3矿岩的物理力学性质及岩爆倾向性50

3.1矿岩的物理力学性质50

3.1.1取样地点及岩石类型50

3.1.2岩样描述50

3.1.3岩石密度及弹性波速测定51

3.1.4矿岩的单轴抗压强度及静弹性参数测定51

3.1.5矿岩单轴抗拉强度测定52

3.1.6三轴压缩试验及莫尔库仑强度参数确定52

3.1.7各类岩石物理力学参数汇总54

3.2矿岩的岩爆倾向性55

3.2.1岩爆发生机理55

3.2.2岩爆倾向性指标的确定58

3.2.3冬瓜山铜矿矿岩岩爆倾向性60

3.2.4矿岩的岩爆倾向性分类和排序的意义76

参考文献77

4冬瓜山铜矿地热与地温79

4.1矿山及其地热研究概况79

4.1.1矿床勘探期间的地热调查结果79

4.1.2“九五”期间的地热调查研究79

4.2矿山地热地质条件80

4.2.1区域地热地质背景80

4.2.2矿床地热特征81

4.2.3矿岩的热物理性质81

4.3地温的测量及其变化规律83

4.3.1测温所采用的方法83

4.3.2测温范围83

4.3.3地温的变化规律分析83

4.3.4主要中段的地温预测85

4.3.5原岩放热量的评价86

4.4地下水的分布及其放热量88

4.4.1地下水的空间分布88

4.4.2地下水温预测89

4.4.3热水的放热量90

4.5其他热源的调查和评价90

4.5.1坑内设备放热90

4.5.2空气自压缩生热92

4.5.3采出的岩、矿石放热93

4.5.4其他热源93

4.6各类热源的综合评价和降温措施建议93

4.6.1各类热源的综合评价93

4.6.2利用浅部采空区降温94

4.6.3淋水的处理和热水的疏干95

4.6.4生产中的降温和合理布置采区95

4.7结论95

参考文献96

第二篇 安全高效采矿理论与技术99

5矿山开采系统99

5.1引言99

5.2开拓提升运输系统99

5.3矿山其他系统100

5.3.1供气系统100

5.3.2坑内供水系统102

5.3.3供电系统102

5.3.4排水系统103

5.3.5通风系统103

5.3.6充填系统105

5.3.7通信系统105

5.3.8微震监测系统106

参考文献107

6采矿方法108

6.1引言108

6.2冬瓜山矿床采矿方法选择109

6.2.1冬瓜山矿床采矿方法选择的主要因素109

6.2.2应用采矿方法选择专家系统初步选定采矿方法110

6.2.3采矿方法经济技术比较112

6.2.4大孔采矿和中深孔采矿落矿方式优化114

6.3采矿方法方案优化115

6.3.1盘区布置优化115

6.3.2盘区隔离矿柱宽度及采场结构参数优化117

6.3.3回采顺序优化118

6.4隔离矿柱回采方法144

6.4.1采矿方法144

6.4.2回采顺序144

6.4.3采场的布置形式和结构参数144

6.4.4采准切割工程145

6.4.5回采作业146

6.4.6技术经济指标146

6.5采空区精密探测146

6.5.1空区精密探测技术146

6.5.2探测方法147

6.5.3探测空区模型应用149

6.6实践和结论156

参考文献157

7采准系统160

7.1引言160

7.2影响采准系统的主要因素160

7.3采准系统优化160

7.3.1顶部凿岩水平的确定及工程布置161

7.3.2底部出矿水平的确定及工程布置163

7.4底部结构选择及优化163

7.4.1底部结构选择的主要影响因素163

7.4.2底部结构形式选择164

7.4.3堑沟式底部结构方案优化165

7.4.4堑沟式底部结构参数的确定167

7.5采准工程设计171

7.5.1采准工程171

7.5.2切割工程171

7.5.3充填巷道171

7.5.4溜放系统171

7.5.5采区通风工程172

参考文献172

8束状孔当量球形药包大量落矿采矿技术174

8.1地下大量采矿爆破技术及其发展概况174

8.2束状孔等效直径当量球形药包爆破新技术176

8.2.1问题的提出176

8.2.2束状孔当量球形药包爆破技术176

8.3大量采矿爆破技术条件178

8.3.1矿岩物理力学性质、原岩状态及可爆性评价178

8.3.2岩体结构178

8.4束状孔当量球形药包爆破机理效应和参数179

8.4.1束状布孔的动态光弹试验179

8.4.2高应力条件下介质爆破与径向裂隙特性的动态光弹试验179

8.4.3束状孔爆破等效应力场水下模拟181

8.4.4束状孔当量球形药包爆破漏斗试验185

8.5束状孔当量球形药包采场大量落矿189

8.5.1束状孔当量球形药包采场大量落矿采矿技术189

8.5.2采场凿岩碉室底板安全厚度数值分析191

8.5.3试验采场采准与爆破方案设计193

8.5.4采场爆破196

8.5.5爆破矿石块度测试199

8.5.6爆破有害效应控制与安全措施201

8.6关于束状孔当量球形药包大量落矿的经济技术分析211

8.6.1主要技术经济指标211

8.6.2技术经济分析与结论213

参考文献213

9全尾砂高浓度充填理论与工艺技术215

9.1引言215

9.1.1充填技术的发展与研究现状215

9.1.2冬瓜山铜矿充填系统的特点与难点216

9.1.3全尾砂充填的实现及其意义217

9.2全尾砂高浓度充填料制备技术217

9.2.1全尾砂充填料制备工艺与难点217

9.2.2全尾砂制备理论探讨220

9.2.3控压助流脱水技术225

9.2.4全尾砂脱水工业试验226

9.3全尾砂充填料输送技术228

9.3.1深井管路系统的设计228

9.3.2充填料环管输送试验229

9.3.3试验结果与数据分析233

9.4全尾砂采场充填工艺技术238

9.4.1充填料浆配比与浓度239

9.4.2采场充填挡墙技术239

9.4.3采场脱水与接顶技术241

9.5全尾砂充填实施效果及应用前景241

9.5.1工业试验与生产运用241

9.5.2主要技术成果应用前景242

参考文献244

10深井采矿巷道的支护技术246

10.1硬岩矿山有岩爆倾向岩层中的巷道支护技术246

10.1.1国外硬岩矿山岩爆倾向巷道支护概述246

10.1.2硬岩矿山有岩爆倾向巷道的支护设计248

10.2冬瓜山矿采矿巷道布置方式与失稳破坏模式254

10.2.1阶段嗣后充填采矿法采准巷道的布置254

10.2.2采准巷道的失稳破坏模式256

10.3冬瓜山铜矿采准巷道支护260

10.3.1采准巷道支护方案的选择260

10.3.2不同采准巷道的支护结构参数262

10.4采矿巷道锚喷支护工艺264

10.4.1锚杆与金属网的安装264

10.4.2湿式喷射混凝土工艺264

参考文献266

第三篇 灾害监测理论与技术271

11地压与岩爆监测理论与技术271

11.1引言271

11.2冬瓜山铜矿岩爆危险区综合预测271

11.2.1矿体回采中围岩的岩爆倾向性272

11.2.2井巷围岩岩爆特征274

11.2.3冬瓜山铜矿岩爆危险区综合预测274

11.3地压与岩爆监测系统275

11.3.1监测目的275

11.3.2监测手段分析275

11.3.3监测系统总体结构和实施步骤276

11.3.4矿山地震监测系统优化与建立277

11.3.5常规应力变形监测系统283

11.3.6矿山地震信号分析与识别技术284

11.4矿山定量地震学理论及方法288

11.5地震活动时空强变化规律290

11.5.1矿山地震活动与矿山开采模型化291

11.5.2地震活动的聚积特征及相对集中区圈定293

11.5.3地震应力变形特征297

11.6地震活动与岩爆预测299

11.6.1矿山地震与岩爆的关系299

11.6.2岩爆危险区预测301

11.6.3岩爆的时间序列预测304

参考文献307

12矿井通风降温与节能控制技术309

12.1矿井主要热源及其散热量309

12.1.1地表大气状态的变化309

12.1.2空气的自压缩温升310

12.1.3井巷围岩传热312

12.1.4机电设备放热313

12.1.5运输中矿石的放热314

12.1.6矿物及其他有机物的氧化放热314

12.1.7热水放热314

12.1.8人员放热315

12.2矿井风流热湿计算315

12.2.1地表大气状态参数的确定315

12.2.2井筒风流的热交换和风温计算316

12.2.3巷道风流的热交换和风温计算317

12.2.4采掘工作面风流热交换与风温计算318

12.2.5矿井风流湿交换320

12.3有热湿交换的风流能量方程321

12.3.1流动体系的能量方程321

12.3.2风流温度变化的基本方程323

12.4高温矿井降温一般技术措施324

12.4.1通风降温324

12.4.2隔热疏导325

12.4.3个体防护325

12.5高温矿井制冷空调技术326

12.5.1矿井空调系统设计的依据326

12.5.2设计的主要内容与步骤326

12.5.3矿井空调系统的基本类型326

12.6矿用换热器329

12.6.1表面式空气冷却器330

12.6.2喷雾式空气冷却器330

12.6.3高压水的减压装置332

12.7冬瓜山通风降温与节能监控技术336

12.7.1通风降温技术337

12.7.2多级机站通风计算机远程节能监控技术339

参考文献342

13矿井内因火灾防治343

13.1硫化矿石自燃的机理和原因343

13.1.1硫化矿石自燃的机理343

13.1.2硫化矿石自燃的事故树分析343

13.2硫化矿石自燃倾向性判定及其自燃预测346

13.2.1硫化矿石自燃倾向性的测定346

13.2.2硫化矿石氧化自热速率的测定351

13.2.3硫化矿石自燃的早期预测352

13.2.4采场硫化矿石堆自燃的预测数模355

13.2.5硫化矿石堆自燃规律现场试验方法及实例357

13.3冬瓜山矿硫化矿石自燃倾向性的鉴定359

13.3.1硫化矿石的采样与分析359

13.3.2矿样低温氧化性的测定与分析360

13.3.3矿样自热点与自燃点的测定与分析364

13.3.4矿样自燃倾向性综合判定367

13.4冬瓜山矿硫化矿石自燃阻化剂368

13.4.1概述368

13.4.2阻化剂的选择368

13.4.3阻化剂性能的测试368

13.4.4阻化剂性能的综合评价370

13.5冬瓜山矿采场矿石安全堆放时间的预测372

13.5.1矿石自热率的测定372

13.5.2矿石安全堆放时间的预测372

13.5.3矿石安全堆放时间的预测结果分析373

13.6硫化矿石自燃防治综合技术373

13.6.1硫化矿石自燃的一般防治方法373

13.6.2阻化剂在预防硫化矿石自燃中的应用374

13.6.3硫化矿石自燃火灾防治技术要点375

参考文献376

14地下水防治378

14.1引言378

14.2地下水害及其特征378

14.2.1地下水害的类型378

14.2.2地下水害的发生原因378

14.2.3地下水害的特征与危害378

14.2.4水害的来源与通道380

14.2.5地下水害应急处理措施380

14.3深井矿山水文地质灾害防治技术381

14.3.1地下水防治的指导思想与主要原则381

14.3.2地下水防治的具体要求382

14.4地下水治理384

14.4.1地面综合预注浆法384

14.4.2工作面深孔预注浆384

14.4.3工作面浅孔预注浆384

14.4.4工作面直接堵漏注浆384

14.4.5竖井抛渣注浆385

14.4.6定向钻孔注浆385

14.4.7封闭墙堵水385

14.4.8排水疏干385

14.4.9探矿钻孔涌水的处理385

14.5地下水防治385

14.5.1深井突水淹井治理386

14.5.2高水压条件下探水与注浆388

14.6水害治理389

14.6.1冬瓜山主井突水淹井灾害治理390

14.6.2冬瓜山出风井端-850 m回风道突水淹井灾害治理395

14.7冬瓜山铜矿地下水防治工作的经验与教训407

14.7.1高度重视建井地质工作是深井矿山建设的基础保障408

14.7.2综合防治是冬瓜山矿床开发地下水防治措施的科学选择408

14.8矿山生产阶段及矿床北段开拓建议409

参考文献409

第四篇 矿山产能及其保障体系的建立与完善413

15矿床开采数字模型及计算机辅助设计413

15.1矿床开采数字模型及计算机辅助设计系统现状及发展趋势413

15.2 Dimine软件简介414

15.3样品品位空间结构性和变异性414

15.3.1样品数据库构建及其统计414

15.3.2组合样品位变异函数计算及分析418

15.4地质与工程环境三维形态模型419

15.4.1原始地形、地质及工程图的矢量化419

15.4.2基于三维样品数据的地质界线二次解译420

15.4.3地形、地质三维形态模型构建420

15.5三维矿床块段模型构建及矿量428

15.5.1矿床块段模型建模范围428

15.5.2各种地质现象的块段模型表达429

15.5.3基于组合样的块段模型品位推估429

15.5.4冬瓜山铜矿品位及储量统计430

15.6基于Dimine软件的计算机辅助采矿设计432

15.6.1采准工程的设计432

15.6.2中深孔爆破设计433

15.6.3爆破设计结果输出435

参考文献436

16回采过程模拟与控制技术437

16.1引言437

16.2 SIMMINE软件简介437

16.2.1回采过程模拟系统体系及数据库结构437

16.2.2过程模拟机功能模块439

16.3基于产量稳定性的回采方案优化及过程440

16.3.1回采过程模拟时各工序作业能力及作业时间的确定440

16.3.2只回采矿房条件下的回采过程模拟及方案优化441

16.3.3矿房矿柱同时回采条件下的回采过程模拟及工程对策448

16.4基于结构稳定性的回采方案优化及过程452

16.4.1模拟方案和模拟步骤452

16.4.2模拟分析模型和计算参数453

16.4.3模拟结果及其分析453

参考文献465

17采掘计划编制467

17.1引言467

17.1.1生产计划编制的国内外研究现状467

17.1.2生产计划编制存在的问题及改进途径470

17.2 Mine2-4D软件简介472

17.3首采区段生产计划的编制473

17.3.1生产现状调研473

17.3.2基础数据准备474

17.3.3生成任务477

17.3.4流程优化与确定任务作业顺序478

17.3.5生产计划报表与可视化表达484

参考文献489

18生产调度与生产过程监控491

18.1前言491

18.2国内外地下矿生产调度和过程监控系统现状及趋势491

18.2.1国内外井下通讯系统现状及趋势491

18.2.2国内外井下生产过程监控系统现状与趋势495

18.3冬瓜山铜矿生产调度和生产过程监控系统建设现状496

18.3.1冬瓜山铜矿泄漏电缆无线通讯系统496

18.3.2 CDMA移动通信网坑道分布系统499

18.3.3冬瓜山铜矿多级机站风机集控系统500

18.3.4冬瓜山铜矿斜坡道交通控制系统505

18.3.5冬瓜山铜矿数字视频监控系统508

18.3.6冬瓜山铜矿出入坑指纹监控系统510

18.4冬瓜山铜矿生产调度和生产过程监控系统整体解决方案510

18.4.1冬瓜山铜矿调度和过程监控系统集成平台510

18.4.2基于集成平台的井下人员、设备跟踪定位系统513

参考文献514