金山店铁矿崩落法转充填法采场隔离矿柱稳定性研究摘要
充填采矿法取代崩落采矿法有利于矿区环境保护以及减少尾矿库库容告急带来的问题。为保证崩落法顺利向充填法转型,在崩落法和充填法过渡段之间设置隔离矿柱,并确定隔离矿柱最优安全厚度以确保过渡段采区的稳定性,是实现安全转型的关键。所以,开展崩落法转充填法采场隔离矿柱稳定性研究具有重要的实际意义。本文以大冶市金山店铁矿张福山矿区西区为工程背景,采用物理试验、理论分析、工程类比和数值模拟分析方法等多种手段对崩落法转充填法采场隔离矿柱稳定性进行了研究。主要研究内容如下:(1)首先通过现场调研收集资料分析了矿山开采现状与采区矿岩的特性;结合力学试验确定矿岩力学参数;结合采场开采实际,确定了影响隔离矿柱稳定性的主要因素为隔离矿柱厚度H、采空区跨度B、隔离矿柱下方支撑间柱宽度W和充填体特性。(2)采用理论分析法确定了与隔离矿柱稳定性相关的参数。综合分析表明,与隔离矿柱稳定性相关的采场合理参数理论值为:采空区跨度8~12m,隔离矿柱厚10~16m。(3)在理论分析基础上,基于FLAC3D数值模拟软件,建立了过渡段在隔离矿柱下方矿体回采和采空区充填两个过程的三维数值模型,分析了研究区域位移、应力、塑性区的变化规律。通过理论分析和数值模拟,最后得到了影响隔离矿柱稳定性的最小安全厚度为14m,采空区跨度为8m,支撑间柱宽度为10m。通过金山店铁矿崩落法转充填法采场隔离矿柱稳定性研究,确定了隔离矿柱合理设计参数,为矿山生产提供了重要的技术支撑。
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