分段采礦法采場(chǎng)穩(wěn)定性分析

馬耀+董成龍

摘 要 隨著我國(guó)技術(shù)化的突飛猛進(jìn)，采礦行業(yè)的安全性和技術(shù)性得到了全面提升，文章通過分析動(dòng)力學(xué)采礦原理來進(jìn)行開采特點(diǎn)的研究，并根據(jù)得出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分段采礦法采場(chǎng)穩(wěn)定性分析。

關(guān)鍵詞 穩(wěn)定性；分段采礦法；動(dòng)力學(xué)過程

中圖分類號(hào)：TD325 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）10-0165-01

分段采礦法實(shí)現(xiàn)了硐室的設(shè)置，在采場(chǎng)進(jìn)行采礦的位置用硐室設(shè)置，這種方式不僅為工作人員提供了有力的生命安全保障，還為采礦的安全性以及穩(wěn)定性提供了有效的保證，此外，硐室的設(shè)置還實(shí)現(xiàn)了礦山開采的合理性和和科學(xué)性，有效對(duì)采礦的效率進(jìn)行了提升，分段采礦法還實(shí)現(xiàn)了礦場(chǎng)的分段式采礦以及對(duì)稱式分布。分段采礦法自身具有的特點(diǎn)使得它在采礦行業(yè)中擁有了非常廣泛使用率，是開采方法中非常重要的一種。

1 分段采礦法特點(diǎn)

某地區(qū)對(duì)鐵礦進(jìn)行開采，其中開采方式是分段采礦法，實(shí)施這種方式的好處是可以控制掩體變形因素，還可以對(duì)覆巖移動(dòng)程度進(jìn)行控制、保護(hù)井筒安全、防治井筒受到副井筒礦柱開采引起的破壞。分段采礦法的工作原理是通過劃分礦場(chǎng)來對(duì)礦產(chǎn)進(jìn)行分段式開采，從而讓采礦質(zhì)量獲得提升，而礦房回采的工作原理是通過分段開采來對(duì)縱向巖層實(shí)現(xiàn)開采的持續(xù)性，從而讓采礦質(zhì)量獲得提升。在開采損害巖石時(shí)，要注意巖層崩塌的現(xiàn)象，時(shí)時(shí)刻刻注意安全，開采之前做好充分的防御措施，避免造成人員傷亡。當(dāng)開采礦房完成之后，需要在第一時(shí)間進(jìn)行礦場(chǎng)結(jié)構(gòu)的修整，這樣可以有效防止坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。分段采礦法分成3—4個(gè)階段低分段回采，每個(gè)分段為了形成長(zhǎng)方形的礦柱和礦房都會(huì)除掉間柱，留下頂柱。分段鑿巖豎向的巷道連續(xù)向著扇形中側(cè)向的崩礦推進(jìn)是指深孔礦房回采，這個(gè)過程中崩下的礦石采取電耙道底盤脈外進(jìn)行出礦，只需要利用頂柱的保護(hù)來進(jìn)行純礦石的放出即可，等到礦房呈現(xiàn)出采礦完成、出礦完成，就可以把頂柱崩落，頂柱崩落是指自電耙道間隔一定距離擴(kuò)成洞室，向頂柱打中深孔崩礦，爆力運(yùn)礦拋擲到礦房底部。

2 分段采礦法的模型幾何參數(shù)

對(duì)巖層紋理以及周圍厚度進(jìn)行計(jì)算，可以得出一套開采方案以及虛擬模型，模型1在中段100 m—150 m之間，擁有3個(gè)同時(shí)回采礦塊，開采范圍的長(zhǎng)為99 m，高為50 m，寬為10 m；模型2在中段50 m—100 m之間，擁有4個(gè)同時(shí)回采礦塊，開采范圍的長(zhǎng)為73 m，高為50 m，寬為20 m；模型3在中段0 m—50 m之間，有兩種情況，一種是擁有2個(gè)同時(shí)回采礦塊，開采范圍的長(zhǎng)為136 m，高為50 m，寬為18 m，一種是擁有2個(gè)同時(shí)回采礦塊，開采范圍的長(zhǎng)為96 m，高為50 m，寬為20 m；模型4在中段0 m—-50 m之間，擁有2個(gè)同時(shí)回采礦塊，開采范圍的長(zhǎng)為136 m，高為50 m，寬為30 m。

3 分段采礦法過程分析

3.1 模型分析

通過模型幾何參數(shù)的具體數(shù)據(jù)可以分析出來，在進(jìn)行采礦之前需要細(xì)致的對(duì)礦床巖層進(jìn)行分析，當(dāng)完成開采之后必須進(jìn)行礦場(chǎng)機(jī)構(gòu)的加固，這樣可以保證礦場(chǎng)的安全性，如果沒有進(jìn)行礦場(chǎng)機(jī)構(gòu)的加固就必須進(jìn)行礦層填充，利用材料來對(duì)巖層進(jìn)行填充，從而讓巖層穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)受到外界影響而導(dǎo)致坍塌、移動(dòng)的現(xiàn)象。膠結(jié)充填體、頂板發(fā)生位移以及應(yīng)力時(shí)，方案一的最大主應(yīng)力集中位置為采場(chǎng)頂板中央和采場(chǎng)底板局部位置，最大主應(yīng)力0.309 MPa，最小主應(yīng)力集中位置為頂板靠近圍巖位置和頂板，最小主應(yīng)力為-1.580 MPa，頂板最大下沉量為2.688，相對(duì)位移為0.005%；方案二的最大主應(yīng)力集中位置為中間采場(chǎng)頂板中央局部位置，最大主應(yīng)力3.200 MPa，最小主應(yīng)力集中位置為頂板與圍巖交界位置以及頂板交界與充填體的端角，最小主應(yīng)力為-18.200 MPa，頂板最大下沉量為18.838，相對(duì)位移為0.038%；方案三的最大主應(yīng)力集中位置為頂板中央以及充填體與采場(chǎng)頂板交界為之，最大主應(yīng)力4.390 MPa，最小主應(yīng)力集中位置為頂板交界處與圍巖的大部分位置，最小主應(yīng)力為-17.300 MPa，頂板最大下沉量為32.579，相對(duì)位移為0.065%；方案四的的最大主應(yīng)力集中位置為頂板中央以及充填體與采場(chǎng)頂板的交界位置，最大主應(yīng)力4.880 MPa，最小主應(yīng)力集中位置為圍巖與頂板交界處大部分位置以及頂板，最小主應(yīng)力為25.200 MPa，頂板最大下沉量為35.840，相對(duì)位移為0.072%

3.2 力學(xué)過程分析

方案一的最大主應(yīng)力集中位置為地板、頂板與充填體交界處的局部位置，最大主應(yīng)力為0.168 MPa，最小主應(yīng)力的集中位置為地板與充填體底墻交界處的局部位置，最小主應(yīng)力為-0.851 MPa，最大水平位移為0.173 mm；方案二的最大主應(yīng)力集中位置為地板、頂板與充填體交界處的局部位置，最大主應(yīng)力為0.205 MPa，最小主應(yīng)力的集中位置為圍巖與充填體底端交界處的局部位置，最小主應(yīng)力為-1.120 MPa，最大水平位移為1.135 mm；方案三的最大主應(yīng)力集中位置為充填體的中下部和中上部?jī)啥藢?duì)稱位置，最大主應(yīng)力為0.235 MPa，最小主應(yīng)力的集中位置為圍巖與充填體底端交界處的大部分位置，最小主應(yīng)力為-1.621 MPa，最大水平位移為1.341 mm；方案四的最大主應(yīng)力集中位置為充填體的中下部和中上部?jī)啥藢?duì)稱位置，最大主應(yīng)力為0.124 Mpa，最小主應(yīng)力的集中位置為圍巖與充填體底端交界處的局部位置，最小主應(yīng)力為-1.143 Mpa，最大水平位移為1.283 mm。

4 結(jié)束語

充填體在既定配比下進(jìn)行開采副井礦柱時(shí)，根據(jù)方案的制定使得采場(chǎng)整體都呈現(xiàn)出均勻狀態(tài)，不僅為工作人員提供了有力的生命安全保障，還為采礦的安全性以及穩(wěn)定性提供了有效的保證。

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