充填體下水平礦柱回采優(yōu)化及地壓控制研究.pdf

1、隨著礦產(chǎn)資源的不斷開采,很多老礦山都面臨資源枯竭的問題,因此有效回收殘留礦體,延長企業(yè)服務(wù)年限,充分利用有限礦產(chǎn)資源意義重大。然而對于松散充填體下水平礦柱的回采不同于一般礦體的開采,其開采技術(shù)條件較為復(fù)雜;因此實現(xiàn)松散充填體下水平礦柱的安全有效回采是該類型礦山迫切解決的技術(shù)難題。本文以銅陵有色鳳凰山銅礦-240m階段水平礦柱回采為工程背景,采用數(shù)值模擬、理論分析、現(xiàn)場地壓監(jiān)測等技術(shù)手段對充填體下水平礦柱回采優(yōu)化及地壓控制進行研究,主要研

2、究內(nèi)容和結(jié)論包括:
　　(1)采用大型有限差分數(shù)值模擬軟件FLAC-3D構(gòu)建數(shù)值模型,對水平礦柱三種不同回采順序進行模擬研究,結(jié)果表明采用從北端到南端的順序回采水平礦柱的效果最佳。
　　(2)采用RFPA-2D有限元分析系統(tǒng)建立了數(shù)值模型,對單個采場進路回采順序進行模擬研究,得到采場進路的最終回采順序采用由兩端向中央“隔一采一”的方式進行回采效果最佳,有利于控制采場地壓。
　　(3)通過分析松散充填體壓力分布特征,得出

3、散體壓力在垂直方向上均勻分布,其大小并不完全等于上部充填體的重力;根據(jù)楊森散體壓力理論建立力學(xué)平衡表達式,進行理論求解,得到了松散充填體沿深度Z方向的散體垂直壓力分布計算公式。
　　(4)根據(jù)水平礦柱的賦存狀況和受力特征,將水平礦柱最終回采預(yù)留頂板簡化為矩形薄板,根據(jù)矩形等厚薄板理論和極限平衡理論的方法,推導(dǎo)了水平礦柱最終預(yù)留安全厚度的理論公式。
　　(5)根據(jù)鳳凰山銅礦實際生產(chǎn)情況,提出了對鳳凰山銅礦-240m水平礦柱的回

4、采,采用上向分層進路式尾砂膠結(jié)充填法回采水平礦柱,總共分三個分層進行回采,每一分層設(shè)計高度為3m,對于每一分層的進路采用“隔一采一”的方式間隔式回采,進路回采斷面規(guī)格采用3m×3m,頂板最終預(yù)留厚度為4m。
　　(6)根據(jù)分析多種地壓監(jiān)測方法的特點,結(jié)合鳳凰山銅礦水平礦柱回采實際情況,提出了采用應(yīng)力監(jiān)測、位移監(jiān)測、聲發(fā)射監(jiān)測三種方式進行聯(lián)合監(jiān)測;并提出了現(xiàn)場地壓監(jiān)測方案,分析現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明進路回采結(jié)束后,頂板所受的壓力、位移變化