基于应力增量理论的矿柱回采安全性评价.pdf

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1、第67卷第1期有色金属(矿山部分)2015年1月基于应力增量理论的矿柱回采安全性评价陶磊(长沙有色冶金设计研究院有限公司，长沙410011)摘要：矿柱是支撑空区稳定性的主要单元，矿柱的回收必然会造成空区应力的重新分布，从而对其稳定性造成影响。基于应力增量理论，对某矿山矿柱回采过程中的安全性进行了理论分析，并根据矿柱的回收顺序建立了数值分析模型，计算得到了各矿柱开采前后的应力变化情况。计算结果表明，该矿山二、三采区一中段的间柱安全系数都大于1，即所有间柱在矿柱回采的过程中都处于安全状态。关键词：矿柱回收；应力增量；安全系数；稳定性中图分类号：TD853．39

2、1文献标志码：A文章编号：1671—4172(2015)01-0028—04PillarrecoverysafetyevaluationbasedonstressincrementtheoryTAOLei(ChangshaEngineering&ResearchInstituteLtd．ofNonferrousMetallurgy，Changsha410011，China)Abstract：Pillarsaremainsupportunitsofgoalstability．Therecoveryofthepillarswillcausestressredi

3、stri—butionandstabilityofthegoa1．Thepillaringprocesssecurityisanalyzedbasedonstressesincrementaltheory．Thenumericalmodelisestablishedaccordingtotheorderofpillarrecovery．Thestressofeachpillarbeforeandafterminingarecalculated，theresultsshowthatallfactorsofpillarssafetyaregreaterthan

4、1，thatis，allthepillarsareinasafestate．Keywords：pillarrecovery；stressincrement；safetyfactor；stability矿产资源是维持矿山可持续发展的基本条件，为矿体厚度，高40iTI，顶柱5m，间柱7．51TI，底柱6对残留矿柱的回收是维持矿山可持续发展的一条基～8m，采用电耙道出矿底部结构。本途径。近年来，我国也探索出了多种回采残留矿目前，白山泉铁矿一中段采矿已经接近尾声，而柱和难采矿体的方法，并进行了生产实践和推广应二中段的基建工程又还未完成，矿方考虑回收矿柱，用33。由

5、于矿柱回收要根据矿山的实际情况而一是补充矿山下年度产量，充分回收矿产资源，二是定，在保证安全、经济的条件下，合理采用回采方案，可及时处理采空区，消除安全隐患，保证矿山健康发同时也可参考其他相似矿山的成功经验_4]，采用展。但矿柱的回采不同于矿山正常开采，存在较大灵活多变的回收方法。我国在矿柱回收方面已有很的风险，安全问题成为首要考虑因素。矿山二、三采多成功案例，积累了宝贵的实践经验[7]。区一中段存在大量的采空区，并且大部分采空区都具有形态无规则、顶板暴露面积、空区体积大的特哈密博伦矿业有限责任公司于2004注册成立，由青海西宁特殊钢股份公司与哈密长城实业

6、公司共点，在这种环境之下如何保障矿柱安全回采是最关键的问题。同出资组成。白山泉铁矿是哈密博伦矿业有限责任公司旗下的生产单位之一，自2006年建成开始投1基于应力增量的矿柱安全性分析产，目前生产能力为¨O万t／a。矿山设计采用分区1．1矿柱强度开采、分区通风，开拓方式为竖井开拓。矿山二、三影响矿柱强度的因素较多，受到其几何尺寸、地采区一中段矿块沿矿体走向布置，矿块长501TI，宽质构造、矿区应力分布等因素的影响，国内外研究学基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目者针对不同的情况提出了许多矿柱强度的计算公(20loCB732004)式，其中最具代

7、表性的矿柱强度公式类型见式(1)。作者简介：陶磊(1983一)，男，工程师，硕士，采矿工程专业，主要从事矿山设计与灾害防治等方面的研究工作。第1期陶磊：基于应力增量理论的矿柱回采安全性评价2()柱，最后回收1号间柱，图1为二采区一中段的矿柱o'p—O'pl『A+B()]㈩模型。式[}1：⋯矿柱的强度，MPa；宽高比为三采区一中段56～6O线区域共有10个问柱，1时的矿柱强度，MPa；、^矿柱的宽度、高度，m；其中5号间柱为保安矿柱矿量最大，由于三号主片A、B、a由具体的矿(岩)体确定的系数，不同的系布置在矿体上盘是本区域的主提升井，同时也是所数对应不同的矿

8、柱强度计算公式。有矿柱回收后出矿的咽喉，因此必须预留5号间柱在这类