露天转地下开采中顶柱稳定性分析-论文.pdf

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1、煤矿技术露天转地下开采中顶柱稳定性分析李炳建张晋中(1．海城市安全生产监督管理局；2．海城市诚彬矿业有限公司)【摘要】对影响安全生产的问题一突冒危险性，结合唐山石方案3：境界顶柱在一4m位置，不留矿柱，2O线剖面最大剪应人沟铁矿的具体地质条件、采矿体条件、岩体的结构特征及力学性力和最小主应力位于Ml矿体采空区的两侧，标高为-120m处，剪应质测试，本文采用数值模拟的方法，分析了九种境界顶柱留设方案，力值为0．60MPa，拉应力值为一1．40MPa，顶柱围岩的剪应力值为直观的展现出不同方案下各个层面的受力分布情况，从中选

2、择合理0．24MPa，拉应力值为一0．61MPa，表明该断面采空区的两侧拉应力接的分析方案．指导矿山开采。从而为矿石的安全回采提供保证。近抗拉强度，顶柱围岩不会破坏，可见增加4m的顶柱厚度顶柱是安【关键词】露天转地下；顶柱；稳定性；数值分析；突冒全的，当考虑长期强度时(强度衰减70％)，顶柱围岩破坏。方案4：境界顶柱在一6m位置，不留矿柱，2O线剖面最大剪应随着采掘深度不断增加，露天开采方案越来越不适合矿山生产力和最小主应力位于Ml矿体采空区的两侧，标高为一120m处，剪应要求。近些年来，一些矿山开始着手露天转地下开采

3、，如：板石沟力值为0．58MPa，拉应力值为一1．42MPa，顶柱围岩的剪应力值为铁矿，铜官山铁矿等。由露天转入地下开采的过渡期间，为了矿石020MPa，拉应力值为一0．58MPa，表明该断面采空区的两侧拉应力接产量持续，回采安全，多采用分段空场法(留矿柱)留境界顶柱的近抗拉强度，顶柱围岩不会破坏，可见增加6m的顶柱厚度顶柱是安方案。而要解决的主要问题是境界矿柱留设尺寸，究竟留多少可以全的，当考虑长期强度时(强度衰减70％)，顶柱围岩破坏。保证开采围岩稳定、生产安全又有更高的产量?如果境界矿柱留的方案5：境界顶柱在Om

4、位置，留8m矿柱，42m矿房，该模型考过薄，易造成境界矿柱突然间崩落，会对地下采空区产生强动力冲虑了间柱的支撑作用，2O线剖面最大剪应力和最小主应力位于采空击，当境界矿柱塌落时，对采空区内空气压缩，会形成破坏性很大区的两侧，标高为一120m处，其值为0．45MPa，小于不考虑间柱情况的气浪，对井下设施及人员有很大危害，甚至可使矿井报废。境界下(模型1)的最大剪应力(0．63MPa)，拉应力值为一1．11MPa，也矿柱如果留的过厚又会造成矿产资源的浪费，矿柱回采率低，贫化小于考虑间柱情况下(模型1)的拉应力(1．41MP

5、a)；顶板处的剪率大。在传统的工程设计中，一般采用工程类比法确定，此方法造力为0．15MPa，拉应力值为一O．47MPa，和不考虑间柱情况下(模型成尺寸过大或者不足情况比较普遍。随着计算机技术的发展，数值1)对比，表明该断面采空区围岩应力集中程度减小，两侧将产生破模拟的方法被认为是目前最先进的技术。因此，本文采用数值模拟坏，顶柱围岩没有破坏，当考虑长期强度时(强度衰减70％)，顶柱的方法，分析了九种境界顶柱留设方案，直观的展现出不同方案下围岩没有破坏。各个层面的受力分布情况，从中选择合理的分析方案，指导矿山开方案6：境

6、界顶柱在2m位置，留8m矿柱，42m矿房，该方案顶采。从而为矿石的安全回采提供保证。柱减小2m，考虑8m的间柱支撑，2O线剖面最大剪应力位于采空区1工程概况的两侧，标高为一120m处，其值为0．48MPa，顶板处的剪力为0．18MPa，唐钢矿业公司石人沟铁矿是唐钢的主要供矿单位，其露天开采最小主应力位于采空区的两侧，标高为一120m处，其值为-1．24MPa，已经进入末期。以l6线为界，将采区划分为南、北两个采区。目前，顶板处的拉应力值为一0．50MPa，表明该断面采空区顶柱围岩没有破南区露天开采已经结束，并作为内部排

7、土场。井下开采拟采用分段坏，稳定性较好，当考虑长期强度时(强度衰减70％)，顶柱围岩破空场法留顶柱的方案。采用前进式采矿，后退式回采。矿区为一单坏。斜构造，断裂构造发育，对矿体影响较大。方案7：境界顶柱在4m位置，留8m矿柱，42m矿房，该模型和其中在设计范围内对矿体破坏较大的有F8，F18，F9，Fa，F5，方案2相比，顶柱厚度一致，但考虑了间柱的作用；和模型6相比，Fc断层，使岩体破碎，降低岩体力学强度。如在2O线附近F8断层项柱厚度减小2m。计算得到2O线剖面最大剪应力和最小主应力位带内充有煌斑岩脉，在19线附近

8、有一条闪长岩脉横穿M2矿体。本于M1矿体采空区的两侧，标高为-120m处，剪应力值为0．50MPa，拉文分析的范围为16—28线(重点是2O线)，长约t400m，主要为M2应力值为一1．35MPa，顶柱围岩的剪应力值为0．22MPa，拉应力值为矿体，次为~f1矿体。Ml矿体分布在l0—26线间，全长2200m。矿-0．55MPa，