大高庄铁矿采矿方法适用性研究.pdf

Se r i a l No． 55 4 J u n e ． 2 0 1 5 现代矿业 MODE RN MI NI N G 总 第5 5 4期 2 0 1 5 年 6月第 6期 大高庄铁矿采矿方法适用性研究 汪 亮 尹宝昌 胡道喜 陆玉根 1 ． 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司； 2 ． 金属矿山安全与健康国家重点实验室； 3 ． 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研 究中心有 限公 司； 4 ． 山东盛鑫矿业有 限公 司 摘要为了对大高庄铁矿 2种采矿 方法的适用性进行研 究， 采 用 F L A C 。 数值分析软件 ， 通 过模拟采场开挖 ， 确定了上述 2种采矿方法的适用条件 ， 指 出了采场的破坏部位和形式 ， 为矿 山下 一 步布置采场提供参考。 关键词采矿方法适用条件数值模拟采场布置 大高庄铁矿根据矿山开采现状重新选择了采矿 方法 ， 即浅孔 留矿嗣后充填法和分段凿岩 阶段矿房 嗣后充填法。前者需要人员在 空场下作业 ， 采场跨 度的大小对顶板的稳定性影响最大， 如果矿体厚大， 空场的跨度便较大， 顶板 冒落的可能性则越大 ， 工作 人员的人身安全则越难 以保障； 后者需要划分若干 分段， 采切工程量大， 如果矿体厚度较小， 采切比则 较大 ， 将增加采矿成本 ， 分段法采用 中深孔 凿岩 ， 如 果矿体厚 度 小 ， 还 将会 增 加 贫 化 率。为此 ， 选用 F L A C 如 软件对不同跨度的采场进行模拟开挖 引， 并分析主要的破坏部位及形式 ， 以确定上述 2种采 矿方法的适用条件 。 1 数值模型建立及力学参数确定 1 ． 1 模型建立 根据浅孔 留矿嗣后充填法确定 的采场结构参 数 ， 结合模拟条件 ， 建立了数值模型 ， 见图 1 。 f a 正视 c 】 侧视 b 俯视 图 1 数值模拟 浅孔留矿 法开 采模型 单位 n 1 图 1中， 采场宽度为此次模拟所要确定的值 ， 根 据矿体的实际厚度区间及经验值， 初步拟定采场宽 汪亮 1 9 8 2 一 ， 男 ， 工 程师 ， 硕士 ， 2 4 3 0 0 0安 徽省马 鞍山市 经 济技术 开发 区西塘路 6 6 6号。 度分别为 5 ， 6 ， 7 ， 8 m， 分别建立该类采场模型进行 模拟开挖 ， 并监测模拟开挖过程 中采场顶底板应力 应变及位移情况 ， 从而确定最佳的采场宽度。 1 ． 2 力学参数确定 对现场 围岩取样进行室内岩石力学试验 ， 对所 获得 的岩石物理力学参数进行工程处理后得到矿岩 体的力学参数 ， 见表 1 。 表 1 矿岩体力学参数 矿岩 ／ g 密 ／c 度 m ， ／ 羞 M篆P a／ 羹 M P a 变形参数 抗剪断参数 甏泊 松 比 黏／ M聚 P力 a／ ／ GPa ／骞 模 量 泊 松 比 擦 角 。 2 模拟计算结果分析 2 ． 1 模拟计算结果 根据数值模 型和力学参数分别进行模拟计算 ， 不同采场宽度所对应 的主应力云图如图 2所示 。 2 ． 2分析 讨论 2 ． 2 ． 1 安全跨度分析 当采场宽度分别为 5 ， 6 ， 7， 8 m时 ， 采场上覆岩 层中的应力呈层状分布 。采场宽度为 5 m时， 最大 主应力 出现于采场下部两侧 ， 并且在采场顶部角隅 处 6 m左右伴随有应力集中现象 ， 采场顶板最大位 移为 6 ． 7 2 8 mm； 采场宽度 为 6 m时 ， 在顶板角隅处 出现应力集 中现象 ， 顶板最大位移为 6 ． 9 4 mm； 采场 宽度为 7 I T I 时， 最大主应力接近岩体 的最大抗压强 度 ， 此时采场顶板最大位移为 7 ． 0 2 4 F i l m， 呈上升趋 势 ， 但不明显 ， 两帮区域处于剪切状态 ； 采场宽度为 21 9