1. 研究目的与意义（文献综述）

充填采矿法已逐渐成为当前最为热门的采矿方法,在我国对矿山开采中，主要的应用方法是对充填采矿法进行应用，这种方法具有适应能力强，回收率比其它方法高，回采安全可靠，注重环境保护等优点，所以在各种采矿方法中逐渐脱颖而出。充填采矿法主要是属于人工支护的采矿法，这种方法目前被广泛应用到现在的采矿中，整个矿房或者矿块中，要不断的推进回采工作面，就应该不住的向采空区进行送入充填材料，以便进行地压的管理，要控制围岩的崩落和地表的不住移动，要在充填体上或者在其保护下进行回采。充填采矿法的主要具有的优点是它的适应性能力强，使得矿石回采率很高，不浪费资源，并且它的贫化率低，相对的作业较安全，有效的利用各个工业废料，减少环境污染保护地表等；它也有一定的缺点，主要缺点是相对的工艺比较复杂，运行的成本比较高，最终使得劳动生产率和矿块生产能力都较低。但是尽管这样，充填采矿法还是目前最流行的方法。

目前国内外矿山生产确定采场结构参数常用方法有经验类比法、mathews图解法、不确定性方法、遗传算法、神经网络优化识别法、力学理论计算法、数值分析法等。本次数值模拟采用计算机数值模拟软件flac3d对采场结构参数和地表沉降变形分析，对进一步了解地表岩移规律，预测地表变形、指导矿山安全生产、分析变形对地表建、构筑物影响等有非常重要的意义。

司家营铁矿南区隶属与河北钢铁集团矿业有限公司，开采年限较短，但由于该矿开采条件复杂，地表有村庄和农田，第四系含水丰富，为有效的降低由矿山开采可能引发水患的影响、防止地表塌陷，减少地表变形，因此我们需要对司家营铁矿南区南矿段进行开采沉降变形研究。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基本内容

针对司家营南区大型铁矿采用阶段嗣后充填法采矿,分析司家营铁矿矿体赋存条件以及对开采条件的要求,在考虑到矿区水资源与环境保护、矿床开采岩移控制、采场规模化安全高效开采和矿床开采损失与贫化等问题,开展采场结构参数优化研究,从而追求采矿经济效益最大化。司家营铁矿采场结构设计不仅要考虑矿山生产能力、矿石回收率,而且还要确保采场安全生产和岩层控制;同时还需要满足采场出矿、矿石运输等生产工艺,由此确定合理的采场结构参数。

在分析了影响南区采矿经济效益和安全因素,确定取值范围和约束条件,采用三维数值分析方法,进行正交数值试验,由此获得不同参数组合情况下的采场稳定性安全系数与岩移参数,并通过统计回归分析,获得了采场安全度和岩移参数与设计参数之间的函数关系,由此建立采场结构参数优化数学模型。通过求解优化模型,获得采场结构优化参数。在此基础上进一步了解地表岩移规律，预测地表变形分析变形对地表建、构筑物影响等。

3. 研究计划与安排

第1-3周：了解毕业设计题目，掌握毕业设计任务书，做好前期准备查阅资料，完成外文翻译，开始学习数值模拟软件。

第4-5周：查阅与毕业设计（论文）相关文献资料，明确研究意义、内容，了解研究所需基本理论知识，确定方案，完成开题报告。

第6周：全面系统学习数值模拟计算软件的使用。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张世雄，固体矿物资源开发工程[m]，武汉：武汉理工大学出版社，2005.

[2] 陈育民,徐鼎平编著. flac/flac3d基础与工程实例[m].北京:中国水利水电出版社. 2009.

[3] 张富民主编：《采矿设计手册》，中国建筑工业出版社，1987年出版.