建筑物下保安矿柱回采地压分布规律与控制研究.docx

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1、建筑物下保安矿柱回采地压分布规律与控制研究随着资源量的不断减少以及矿产资源价格的不断走高,建筑物下难动用储量保护性开采逐渐引起采矿界专家学者的重视,能否在确保地表安全的前提下最大限度的回收矿产资源是亟需解决的关键问题。论文以程潮铁矿西区选厂下保安矿柱回采为工程背景,综合采用理论计算、室内相似模型实验、数值模拟计算的方法与手段,探讨了单根点柱和点柱群中应力分布及转移规律,定量的研究了充填体对点柱的侧向压力,并将该规律应用于程潮铁矿西区-375m水平保安矿柱的回采中,对原有设计参数进行优化研究,以指导现场生产工作。论

2、文主要的研究内容及成果有：(1)开展单根点柱充填前后的相似模型实验和数值模拟研究,通过对比分析得出应力在点柱顶底部集中、其他部分较均匀分布的规律,并定量的研究充填体对点柱稳定性的提升作用。(2)运用相似模型实验和数值模拟计算相结合的方法,对点柱群在上覆岩层压力作用下的应力场分布规律进行研究,得出点柱群中会产生周边应力向中心集中、周边点柱上部应力向心性的转移规律,研究结果表明中心部分点柱易发生破坏,充填体对承载能力低的点柱具有侧压增强作用。(3)针对程潮铁矿的空场嗣后充填法,对西区-375m水平保安矿柱回采进行了理

3、论计算和数值模拟计算研究,分析得出采区稳定性较好,但回采率较低,因此,对点柱上向分层充填法进行探索性模拟研究。采区中部点柱及顶板稳定性较差,可能会出现失稳破坏,基于点柱稳定性机理研究所得部分规律,提出增大中部11根点柱半径及提高中部8条进路充填体强度两种优化方案,并进行相应的数值模拟验算,优化结果表明采区中部点柱及顶板的完整性得到改善,采场稳定性显著提高,在提高回采率的同时,采区及地表选厂安全性能够得到保障,对矿山安全生产起指导作用。