复杂金矿体安全高效开采技术研究与应用（一般工业技术）

《复杂金矿体安全高效开采技术研究与应用》

作者：李晓飞，汪杰，杨晓东，付建新

定价：99.00元

出版时间：2026-08

ISBN：978-7-5240-0682-4

内容简介

本书系统总结了金矿在复杂矿体条件下实现安全高效开采的关键技术。全书围绕“岩体质量精准分级—采场与巷道支护优化—采矿方法科学优选—工业试验验证”主线，通过大量岩石力学试验、数字摄影测量、三维数值模拟与现场工业试验，首次提出适用于缓倾斜破碎矿体的“上向水平分层充填采矿法+上向进路充填法”联合工艺，建立了基于RMR、Q、BQ多指标耦合的岩体稳定性分级与智能支护决策系统，研发了锚杆（索）—六角勾花网—喷砼联合支护成套技术，实现支护成本降低16%、效率提升20%。本书成果为类似复杂难采金属矿提供了可复制、可推广的工程范式，对推动我国深部金属矿安全高效开采具有重要参考价值。

目录

1概述1

1.1研究背景与问题提出1

1.2研究意义1

1.3总体研究思路与技术路线2

1.4主要研究内容3

1.5主要研究成果与创新点5

1.6本章小结6

2小东沟金矿概况7

2.1矿区交通位置7

2.2矿区自然地理、经济概况7

2.3开采技术条件8

2.3.1顺层产出的Ⅰ��2、Ⅰ��3、Ⅰ��4、Ⅰ��6、Ⅱ��1、Ⅱ��6矿体9

2.3.2F13控制的Ⅲ��24矿体11

2.4三维地质精细化建模12

2.4.1三维建模技术及软件简介12

2.4.2建模范围介绍14

2.4.3矿体及工程三维模型的构建14

2.4.4块体模型16

2.5本章小结16

3小东沟金矿矿岩物理力学试验研究18

3.1取样地点18

3.2试件规格与类别19

3.3抗拉强度试验20

3.3.1仪器设备20

3.3.2试验方法与计算公式20

3.3.3试验结果21

3.4单轴抗压强度试验22

3.4.1仪器设备23

3.4.2试验方法与计算公式23

3.4.3试验结果24

3.5三轴压缩试验27

3.5.1仪器设备27

3.5.2试验方法与计算公式27

3.5.3试验结果29

3.6本章小结34

4矿区岩体结构面数字摄影测量及分析35

4.1ShapeMetriX 3D系统简介35

4.1.1系统组成35

4.1.2系统使用的主要步骤36

4.1.3系统的主要优点38

4.2利用蒙特卡洛方法模拟岩体结构面38

4.2.1建立岩体结构面概率模型的依据38

4.2.2岩体结构面几何参数的概率模型38

4.3岩体结构面数字摄影测量及结构面模拟39

4.3.1节理岩体表面三维合成及结构面信息获取39

4.3.2结构面参数统计结果汇总115

4.3.3优势节理面分析117

4.4不同节理组合稳定性分析118

4.4.1优势节理组组合118

4.4.2块体稳定性分析120

4.5本章小结121

5矿区岩体工程质量和稳定性评价122

5.1基于RMR分级的岩体质量评价122

5.1.1岩体完整性评价123

5.1.2岩体质量指标(RQD)124

5.1.3节理间距125

5.1.4节理状态126

5.1.5地下水127

5.1.6节理产状修正系数128

5.1.7RMR分级最终结果129

5.2基于Q分级的岩体质量评价130

5.2.1岩体的RQD指标130

5.2.2岩体的节理组数131

5.2.3岩体的节理粗糙度系数132

5.2.4岩体的节理蚀变系数133

5.2.5岩体节理水折减系数134

5.2.6应力折减系数134

5.2.7分级结果136

5.3基于BQ分级的岩体质量评价136

5.3.1节理体积数确定137

5.3.2岩石单轴(饱水)抗压强度138

5.3.3岩石基本质量BQ值139

5.3.4修正BQ值139

5.4研究区域三种分级方法对比141

5.5本章小结142

6采场支护参数优化研究144

6.1大型结构面对采场稳定的影响144

6.2上向进路采场支护参数优化146

6.2.1数值模拟分析147

6.2.2锚杆支护时机151

6.2.3锚杆支护网度151

6.2.4金属网支护优化152

6.2.5支护参数优化结果154

6.3下向进路采场支护参数优化154

6.3.1数值模拟分析154

6.3.2支护参数优化结果157

6.4本章小结157

7巷道支护参数优化研究158

7.1围岩变形数值模拟158

7.1.1数值模拟软件158

7.1.2几何模型的建立及网格划分158

7.1.3物理模型设定及初始计算159

7.2喷射混凝土参数优化163

7.2.1喷射混凝土国家规范要求163

7.2.2混凝土喷层厚度参数163

7.3锚杆支护参数优化164

7.3.1锚杆间排距165

7.3.2锚固段长度要求165

7.4小东沟金矿巷道分级支护参数优化结果167

7.5矿岩稳定性分级与支护智能参数获取程序编制168

7.5.1系统简介168

7.5.2系统使用说明169

7.6本章小结173

8小东沟金矿复杂矿体采矿方法优选174

8.1基于模糊数学方法的采矿方法优选原理174

8.1.1模糊数学在优选采矿方法的特点174

8.1.2模糊数学优选采矿方法步骤174

8.2缓倾斜复杂矿体采矿方法初选177

8.2.1采矿方法选择基本要求177

8.2.2采矿方法选择考虑的主要因素178

8.2.3类似矿山开采技术条件及采矿方法178

8.2.4初选采矿方案经济技术指标180

8.3采矿方法模糊综合评判法优选181

8.3.1模糊权重的确定181

8.3.2模糊隶属度的确定184

8.3.3采矿方法模糊综合评判优选186

8.4缓倾斜薄矿体采矿方法优选187

8.4.1灰色关联度TOPSIS法模型构建188

8.4.2采矿方法经济技术评价指标确定191

8.4.3耦合灰色关联TOPSIS法采矿方案决策191

8.4.4相对贴近度对比验证分析194

8.5本章小结194

9小东沟金矿破碎岩体全断面分级支护工业试验196

9.1试验巷道选取与现场调研196

9.2试验巷道智能分级与支护参数智能匹配197

9.3全断面支护现场施工与技术要求198

9.4工业试验效果评价与经济效益分析199

9.5本章小结200

10小东沟金矿试验采场设计与实施201

10.1试验采场选取201

10.2采矿方法201

10.3采切比计算202

10.4采场结构参数确定202

10.4.1模型建立与参数确定202

10.4.2方案一模拟结果203

10.4.3方案二模拟结果209

10.4.4方案三模拟结果214

10.4.5各方案对比分析219

10.5凿岩爆破221

10.6采场通风222

10.7采场顶板管理222

10.8出矿运输系统224

10.9采场充填224

10.10矿区地压调控关键技术研究224

10.10.1采场关键部位稳定性位移监测225

10.10.2采场关键部位稳定性应力监测227

10.11本章小结229

参考文献230