b060403 房柱式上下分层开采安全间距确定

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1、房柱式上下分层开采安全间距的确定杨涛孙德忠【新汶矿业集团临汶石膏矿，山东泰安271219】摘要房柱式开采时,上下层的层间泥灰岩部分可看作一岩梁，上层膏及上层膏以上的岩层都会给此岩梁施加压力，当岩梁在这些力的作用下不致发生断裂时的最小厚度即为岩梁能保证上下分层开采的最小安全厚度。关键词房柱开采层间距确定在新矿集团临汶石膏矿，井下石膏开采方法为房柱式开采，但在开采中会遇到这样一个难题，那就是由于赋存的原因，Ⅱ矿带的三层与四层层间距仅为8—10m为更好合理地利用资源，上下分层开采便提上设计日程，但8—10m的层间距是否能保证上下层开采时的安全，如何在理论上予以肯定，本

2、文就此问题作了研究：新矿集团临汶石膏矿，井深180m，Ⅱ-3层与Ⅱ-4层层间距为8—10m，岩性为泥灰岩，矿井开采方法为房柱式开采，所采巷道均为裸体支护，顶部留有1m厚的护顶膏。上下层的层间泥灰岩部分可看作一岩梁，上层膏及上层膏以上的岩层都会给此岩梁施加压力，当岩梁在这些力的作用下不致发生断裂时的最小厚度即为岩梁能保证上下分层开采的最小安全厚度h。第一步：先确定出加在此岩梁上的载荷Q有多大：因是房柱式开采，顶板不垮落，岩梁上部的载荷最大时即整个大范围内的上层膏顶部岩层全部下沉，其整个上层空间的重量全部压在上层膏的上部岩梁上，此时而如果上层岩层非常稳定未发生下沉，

3、此时加在岩梁上的载荷Q最小。上层膏顶板岩性及厚度如下：岩层岩性容重（kg/cm2）层厚（cm）弹性模量E（kg/cm2）备注RT=190kg/cm1石膏0.00231003.1×1052泥灰岩0.00222102.5×105根据组合梁原理故上层岩梁上载荷为0.23kg/cm2，此载荷即为q最小，本矿的安全矿柱为4m巷道宽为4m，如不算护顶膏其采区回采率最高可达36%，故矿柱上的载荷故载荷即q的取值在0.64—111kg/cm2之间第二步根据力学可知梁内任意点的正应力M—该点所在断面的弯矩Y—该点离断面中性轴的距离JZ—对中性轴的断面矩若取梁为单位宽度则梁的断面矩

4、h为岩梁的厚度因而任意点A点的正应力该点的剪应力：其中QX为A点的剪切力，最大剪应力（Jxy）max发生在矩形断面梁的中性轴上即Y=O因此1、根据固定梁计算最大弯矩发生在梁的两端因此该处的最大拉应力当бmax=RT时即岩层在该处的正应力达到该处的抗拉强度极限，岩层将在该处拉裂，此时若以最大剪应力作为岩层断裂的依据，由于最大剪切力发生在梁的两端Qmax=因此最大剪应力Gl26×12当达到极限强度RT时2、考虑为简支梁计算其最大剪应力当时,因膏矿井深108m，故以简支梁弯矩计算：鉴于岩层大多属于脆性破坏，因而取n=6的安全系数。当考虑为q最大时：当考虑为q最小时：故

5、临汶膏矿上下分层开采时层间距的厚度必须在0.5m以上，考虑到安全性取最大载荷时，此时层间距的厚度不得小于6.5m。作者简介杨涛男，1975年11月出生，毕业于华北矿业高等专科学校采矿专业。现任新汶矿业集团临汶石膏矿调度室主任，助理工程师。（收稿日期：2006-6-9；责任编辑：黄翔）