露天轉(zhuǎn)地下開采境界頂柱穩(wěn)定性分析及采礦技術(shù)研究.pdf

1、目前，我國大部分礦山將面臨由露天轉(zhuǎn)入地下開采。由露天轉(zhuǎn)入地下開采會(huì)遇到許多技術(shù)問題，尤其是轉(zhuǎn)入地下開采后其地下首層采用空?qǐng)龇ǖ牡V山則有更多的技術(shù)難題，如：境界頂柱穩(wěn)定性、防突涌突冒、過渡期產(chǎn)量銜接、地下開拓方案、采礦方法、露天邊坡穩(wěn)定性、過渡層管理與開采、礦柱回收及空區(qū)處理、覆蓋巖層形成等等，所有這些技術(shù)問題，都必須在露天轉(zhuǎn)入地下之前或者在其過程中經(jīng)認(rèn)真分析、研究論證、做出可行性方案。境界頂柱穩(wěn)定性及防突涌突冒問題是露天轉(zhuǎn)入地下開采的關(guān)

2、鍵技術(shù)和安全問題。境界頂柱不穩(wěn)定、突涌或突冒的發(fā)生，都會(huì)給地下開采工作造成嚴(yán)重影響及災(zāi)害事故。本文即以唐鋼石人溝鐵礦境界頂柱穩(wěn)定性及防突涌防突冒這一關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)場實(shí)際安全問題為主要論題進(jìn)行分析研究，建立一套分析研究方法和手段，制定可行方案指導(dǎo)礦山生產(chǎn)實(shí)踐。
　　 露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山，如果采礦區(qū)域內(nèi)存在著斷層、破碎帶，會(huì)給地下開采帶來安全問題，因地下開采的擾動(dòng)和采空區(qū)的形成會(huì)使斷層、破碎帶產(chǎn)生大的錯(cuò)動(dòng)位移、塌方或大量冒落現(xiàn)象。因

3、此，礦區(qū)內(nèi)有斷層、破碎帶的礦山在對(duì)該區(qū)域開采之前，必須預(yù)先研究安全采礦方案。本文針對(duì)唐鋼石人溝鐵礦斷層、破碎帶影響下的采礦技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，制定出了一套安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的采礦技術(shù)方案。
　　 唐鋼石人溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采是我國由露天轉(zhuǎn)入地下開采較早的礦山。該礦的露天轉(zhuǎn)地下開采遇到的技術(shù)問題多、問題復(fù)雜及難度大，且有些問題是其他類似礦山同樣會(huì)遇到，具有代表性、典型性，因此針對(duì)石人溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采關(guān)鍵問題的研究對(duì)

4、類似礦山具有示范意義。本文研究課題已列入了“十一五”國家科技支撐計(jì)劃中。
　　 境界頂柱穩(wěn)定性、突涌防突冒、斷層、破碎帶影響下采礦技術(shù)問題都可歸結(jié)為圍巖穩(wěn)定及變形破壞問題。關(guān)于圍巖穩(wěn)定問題研究方法較多，所考慮的影響因素不同，各具特點(diǎn)。而本文所研究的問題具有因素多、問題復(fù)雜、技術(shù)難度大的特點(diǎn)，因此，有必要綜合各類研究方法，各取所長，相互補(bǔ)充。本文的研究綜合采用了現(xiàn)場物理力學(xué)性能測(cè)試與監(jiān)測(cè)分析、工程類比分析、極限平衡解析、二維數(shù)值模

5、擬和三維數(shù)值模擬等方法，研究確定了境界頂柱穩(wěn)定性方案、防突涌涌突冒措施及斷層下采礦方案，主要研究工作可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：
　　 (1)研究確定了石人溝鐵礦巖石（體）結(jié)構(gòu)特性及物理力學(xué)性質(zhì)；
　　 (2)研究確定了石人溝鐵礦不同開采條件下頂柱厚度方案并制定出防突涌防突冒措施；
　　 (3)研究確定了受大斷層、大破碎帶影響，易引起圍巖變形破壞和易誘發(fā)境界頂柱冒落和突涌危害的部位；
　　 (4)對(duì)石人溝鐵礦

6、露天轉(zhuǎn)地下開采區(qū)域進(jìn)行了穩(wěn)定性分區(qū)；
　　 (5)指導(dǎo)礦山按研究方案實(shí)施地下開采，進(jìn)行現(xiàn)場跟蹤調(diào)查和監(jiān)測(cè)，在采礦過程中對(duì)方案及時(shí)調(diào)整，使研究更切合實(shí)際，注重應(yīng)用。
　　 (6)對(duì)斷層、破碎帶影響下的礦體制定出了安全高效的采礦技術(shù)方案。
　　 本文研究、分析、總結(jié)出的解決露天轉(zhuǎn)地下開采關(guān)鍵問題的研究方法，為我國露天轉(zhuǎn)地下開采礦山提出了一套科學(xué)的研究思路，形成的圍巖穩(wěn)定性分析及研究理論有利于補(bǔ)充巖體力學(xué)理論。提出的巖