露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采覆蓋層合理厚度研究.pdf

1、目前,我國(guó)大多數(shù)的中型及大型露天礦已經(jīng)基本進(jìn)入后期開(kāi)采,由于礦體的埋藏條件不同,部分露天礦的開(kāi)采方式將轉(zhuǎn)為凹陷式開(kāi)采,即轉(zhuǎn)為地下開(kāi)采。對(duì)于露天礦坑底部扔埋藏有礦體,且這部分礦體采用無(wú)底柱分段崩落法進(jìn)行開(kāi)采的露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采的礦山,要在坑底覆蓋一層由碎石組成的覆蓋層,以起到較好的防寒保暖、放漏風(fēng)、滯水、形成擠壓爆破和端部放礦的條件以及防沖擊地壓的作用。因此,覆蓋層合理厚度的研究對(duì)露天轉(zhuǎn)地下礦山的安全生產(chǎn)具有重要意義。
　　結(jié)合覆蓋層的

2、功能,根據(jù)石寶鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采的特點(diǎn),基于放礦工藝對(duì)覆蓋層厚度進(jìn)行研究,運(yùn)用松動(dòng)橢球體理論,計(jì)算分析覆蓋層的結(jié)構(gòu)和厚度隨著放出礦石量的變化而改變,其影響范圍取決于放礦松動(dòng)橢球體的高度,覆蓋層的影響高度約為放出橢球體高度的2.5倍。石寶鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)拓設(shè)計(jì)中無(wú)底柱分段崩落法的放礦高度為10m,所以石寶鐵礦露天轉(zhuǎn)地下覆蓋層厚度最低不應(yīng)小于25m。
　　運(yùn)用PFC2D軟件對(duì)石寶鐵礦放礦過(guò)程進(jìn)行模擬,覆蓋層下移的過(guò)程中,在放礦漏斗中的

3、巖石的移動(dòng)速度沿軸線(xiàn)方向最大,粗顆粒覆蓋巖石的移動(dòng)速度小于細(xì)顆粒覆蓋巖石的移動(dòng)速度。因此,如果在覆蓋層與礦體交界之間的巖石塊度太小,在放礦過(guò)程中會(huì)引發(fā)礦石的超前貧化。在覆蓋層與礦體交界面之間的覆蓋層巖石的塊度要比地下開(kāi)采采場(chǎng)崩落礦石的平均塊度要大,以防止礦石超前貧化的發(fā)生。另外,對(duì)30m、40m厚度覆蓋層放礦過(guò)程中覆蓋層界面的變化進(jìn)行研究,30m厚度覆蓋層在放礦過(guò)程中界面變化較大,40m厚度覆蓋層界面變化較小,二者都形成了陷落漏斗和橢球

4、體,驗(yàn)證了松動(dòng)橢球體理論。
　　最后,分別對(duì)30m厚度和40m厚度覆蓋層防沖擊地壓能力進(jìn)行驗(yàn)證,通過(guò)推導(dǎo)計(jì)算,滑落體經(jīng)30m厚度覆蓋層緩沖后所產(chǎn)生的沖擊壓力為3.37MPa,比礦石層所能承受的最大應(yīng)力值3.16MPa大,因此礦石層因無(wú)法承受巨大沖擊壓力而產(chǎn)生破壞。而經(jīng)40m厚度覆蓋層緩沖后所產(chǎn)生的沖擊壓力為2.25MPa,較礦石層所能承受的最大應(yīng)力小,因此礦石層不會(huì)發(fā)生破壞,能夠保證地下生產(chǎn)的安全進(jìn)行。因此40m厚度覆蓋層能夠起到