基于三维有限元的金山店铁矿深部回采顺序研究-论文.pdf

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1、金穗矽山总第440期METALMINE2013年第2期基于三维有限元的金山店铁矿深部回采顺序研究张小义，张红军王文杰(1．武汉科技大学资源与环境工程学院；2．冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室)摘要为了解决武钢集团金山店铁矿深部开采面临的高地应力问题，在分析深部矿床赋存特点及矿岩物理力学性质的基础上，提出4种开采顺序方案，并运用三维弹塑性有限元软件对4种开采顺序方案进行数值模拟，分析各方案开采后水平分段应力分布状态以及安全系数，结果表明由上而下由东向西的回采顺序有利于实现深部矿体安全高效的回采。

2、关键词深部开采回采顺序应力分布安全系数有限元数值模拟ResearchofMiningSequenceinDeepMiningatJinshandianIronOrebasedonThree-dimensionalFEnZhangXiaoyi'ZhangHongjun，WangWenjie，(1．CollegeofResourceandEnvironmentEngineering，WuhanUniversityof＆MeandTechnology；2．KeylaboratoryofHubeiProvinc

3、eofEfficientUtilizationofMetallurgicalMineralResourcesandAgglomeration)AbstractInordertosolvethehighgroundstressproblemofdeepminingfacedbyJinshandianironmineofWusteelGroup，andbasedontheanalysisofoccurrencecharacteristicsofdeepdepositandphysical—mechanica

4、lpropertiesofores，4kindsofminingsequenceschemeswereputforward，andthethree—dimensionalElastoplasticFEMsoftwarewasadoptedtomakenumericalsimulationonthesefourschemes．Thesublevelstressdistributionandsafetyfactorforeachschemewerean—alyzed，andtheresultsshowedt

5、hatthedownwardandeastwardminingsequenceisconducivetorealizethesafeandhighlyeficientminingfordeeporebody．KeywordsDeepmining，Miningsequence，Stressdistribution，Safetyfactor，FEMsimulation武汉钢铁集团(以下简称武钢)金山店铁矿经质白云岩。分布最为广泛的地层是三叠系中一上统过多年的地下开采，采矿作业场地和开拓工程已经蒲圻群砂页岩组

6、合地层，分布于矿体上盘，成为矿体进入到矿体深部，采矿生产的主要作业点在一500in的直接顶板。受岩浆侵入时的接触热力变质作用和水平，开拓工程的深度达到近千米。随着采矿深度交代变质作用，砂页岩变质为各种角岩，灰岩变质为的增加，地压不断加大，地压显现时常发生，巷道维大理岩、矽卡岩。护和回采工作面临很大问题，在深部开采高地应力张福山矿床共分布有大小100多个矿体，其中的条件下，即使对巷道进行加强支护和加固围岩，巷规模较大的矿体有I～Ⅵ号矿体，尤以I、Ⅱ号矿体道维护仍然很困难。本研究采用合理的回采顺序，规模最大

7、，它们的储量和占区内探明铁矿总储量的这样可以改善岩体的应力分布状态，控制随着开采90％以上。主要矿体在平面上大致呈北西西一东西深度而升高的地压和由于多次采动影响而造成的应向条带状，本次研究主要针对I号矿体。I号矿体力增高，使回采区域的应力合理分布，以收到改善回西起3线，东至44线，东西长2690in，走向采区域和巷道维护状况的效果¨‘。NE77。一sE126。，倾向SE172。-SW203。，倾角50。～1地质概况及矿床赋存条件85。，赋存标高为110～11001TI。按形态、产状及厚张福山矿床的地层主

8、要由三叠系中一上统及侏度变化特征，分为东、西区。罗系中一下统地层组成。其岩性主要为石英砂岩、砂质页岩、细砂岩、粉砂岩等。另有少量三叠系中统张小义(1988一)，男，硕士研究生，43008湖北省武汉市青山区和平大道947号。灰岩及下统大冶群第7段的白云质灰岩、灰岩夹灰总第440期金属矿山2013年第2期3．1各方案回采过程中主应力状态及安全系数表3方案二各步骤回采的分段应力、安全系数表2一表5列出各步骤回采所在采场的水平分段最大、最小应力值，