某矿露天转地下顶柱安全厚度研究

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1、某矿露天转地下顶柱安全厚度研究闭进忠基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAB07B02）作者简介:闭进忠（1969-），男，学士，副总工程师，采矿工程专业，主要从事采矿技术和生产管理工作。，王平2，陈聪2（1.广西北山矿业发展有限责任公司，广西河池市547000，2.东北大学，沈阳110004）摘要：本文以某矿为工程实例，根据矿区的水文地质情况、矿岩的物理力学性质等，运用K.B.鲁佩涅伊特理论计算法、结构力学梁法、以及厚跨比法等进行计算顶柱安全厚度，并对计算结果和三维数值模拟的结果进行对比分析，得出该矿露天转地下时境界顶柱安

2、全厚度与采空区跨度之间的关系，这对指导该露天矿的生产以及维护作业人员、设备安全具有十分重要的意义。关键词：露天转地下；顶柱安全厚度；数值模拟；有限元StudyonSafetyThicknessofTop-pillarinTransferringfromOpenPittoUndergroundMiningBiJinzhong1WangPing2ChenCong2(1.GuangXiBeishanMiningDevelopmentCo.Ltd,Hechi,Guangxi,547000；2.NortheasternUniversity,Sheny

3、ang,Liaoning,110004,China)Abstract：Takeamineasengineeringexample,structuremechanicsofgirder,ratioofthicknessandspanequationandK.B.LuPeinieequationwereadaptedtocalculatethesafetythicknessoftop-pillarinthisarticle,accordingtothehydrogeologicalconditionsofthemineandthephysica

4、landmechanicalpropertiesoftheoreandrock.Bycomparingtheresultwiththreedimensionalnumericalsimulationanalysisresults,therelationshipbetweenthesafetythicknessofthegoafroofandgoafspanintransferringfromopenpittoundergroundminingwasgained,whichhasextremelyvitalsignificanceforpro

5、ductionofopenpitmineandmaintenancesafetyofoperatingpersonalandtheequipments.Keywords:Transferringfromopenpittoundergroundmining;Safetythicknessoftop-pillar;Numericalsimulation;Finiteelement.1引言在露天转地下开采的过程中，境界顶柱安全厚度的确定一直是个难题，顶柱过厚会造成资源的浪费，顶柱过薄则会影响安全生产。通常矿山在露天转地下开采的过程中，为了使矿石产

6、量波动不大，一般都使用不停产过渡，这样可以合理衔接产量。此时，为了处理好露天与地下开采相互影响的问题，最有效的解决办法是使用在露天坑的底部、地下开采第一中段的顶部留一定厚度顶柱的空场法[1]。空场法之所以广泛应用于露天转地下开采的矿山，究其原因主要是该法在露天转地下过渡上需要的技术简单，其次该法可保证露天和地下同时开采时地下采场内风流畅通，排水方便，同时可保证露天边坡的稳定性。在此过程中要在露天坑底部到地下采场之间留有一定厚度的顶柱。顶柱厚度的计算在理论上方法较多，但是目前国内矿山比较习惯采用工程类比法，而工程类比法在工程实际应用中有很多局

7、限性。在使用类比法时如果顶柱厚度选取偏大，会降低矿石的回收率，这样必然会造成资源的浪费；如果顶柱厚度选取偏小，将不利于安全生产。所以，在露天转地下开采的过程中，顶柱厚度的选取是一项十分重要的工作。正因如此，本文开展了某矿关于顶柱安全厚度的研究，其目的在于指导该矿在露天转地下的过程中既能安全有效地生产，又能获得较好的经济收益。2矿区概述及其矿岩的物理力学性质矿区在大地构造位置上处于中朝准地台内蒙地轴，建平台拱宁城断凹中段。区域上太古宙变质杂岩广布，构成了最古老的结晶基底。前人将变质构造面理视为层理，建立了建平群小塔子沟组。经1991年辽宁地矿

8、局区域地质调查队二分队工作，建立了变质杂岩体系。该体系主要由变质表壳岩、变质深成岩和变质脉岩组成。杂岩体为各种片麻岩、变质脉岩，后者主要为斜长片麻岩和二长片麻岩。矿区主矿体为厚大