分段采礦法采場穩(wěn)定性分析

馬耀+董成龍

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

關(guān)鍵詞 穩(wěn)定性；分段采礦法；動力學過程

中圖分類號：TD325 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0165-01

分段采礦法實現(xiàn)了硐室的設(shè)置，在采場進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)置還實現(xiàn)了礦山開采的合理性和和科學性，有效對采礦的效率進行了提升，分段采礦法還實現(xiàn)了礦場的分段式采礦以及對稱式分布。分段采礦法自身具有的特點使得它在采礦行業(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

某地區(qū)對鐵礦進行開采，其中開采方式是分段采礦法，實施這種方式的好處是可以控制掩體變形因素，還可以對覆巖移動程度進行控制、保護井筒安全、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來對礦產(chǎn)進行分段式開采，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縱向巖層實現(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，要注意巖層崩塌的現(xiàn)象，時時刻刻注意安全，開采之前做好充分的防御措施，避免造成人員傷亡。當開采礦房完成之后，需要在第一時間進行礦場結(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個階段低分段回采，每個分段為了形成長方形的礦柱和礦房都會除掉間柱，留下頂柱。分段鑿巖豎向的巷道連續(xù)向著扇形中側(cè)向的崩礦推進是指深孔礦房回采，這個過程中崩下的礦石采取電耙道底盤脈外進行出礦，只需要利用頂柱的保護來進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成洞室，向頂柱打中深孔崩礦，爆力運礦拋擲到礦房底部。

2 分段采礦法的模型幾何參數(shù)

對巖層紋理以及周圍厚度進行計算，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個同時回采礦塊，開采范圍的長為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個同時回采礦塊，開采范圍的長為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個同時回采礦塊，開采范圍的長為136 m，高為50 m，寬為18 m，一種是擁有2個同時回采礦塊，開采范圍的長為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個同時回采礦塊，開采范圍的長為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，在進行采礦之前需要細致的對礦床巖層進行分析，當完成開采之后必須進行礦場機構(gòu)的加固，這樣可以保證礦場的安全性，如果沒有進行礦場機構(gòu)的加固就必須進行礦層填充，利用材料來對巖層進行填充，從而讓巖層穩(wěn)定性得到加強，不會出現(xiàn)受到外界影響而導致坍塌、移動的現(xiàn)象。膠結(jié)充填體、頂板發(fā)生位移以及應力時，方案一的最大主應力集中位置為采場頂板中央和采場底板局部位置，最大主應力0.309 MPa，最小主應力集中位置為頂板靠近圍巖位置和頂板，最小主應力為-1.580 MPa，頂板最大下沉量為2.688，相對位移為0.005%；方案二的最大主應力集中位置為中間采場頂板中央局部位置，最大主應力3.200 MPa，最小主應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，最小主應力為-18.200 MPa，頂板最大下沉量為18.838，相對位移為0.038%；方案三的最大主應力集中位置為頂板中央以及充填體與采場頂板交界為之，最大主應力4.390 MPa，最小主應力集中位置為頂板交界處與圍巖的大部分位置，最小主應力為-17.300 MPa，頂板最大下沉量為32.579，相對位移為0.065%；方案四的的最大主應力集中位置為頂板中央以及充填體與采場頂板的交界位置，最大主應力4.880 MPa，最小主應力集中位置為圍巖與頂板交界處大部分位置以及頂板，最小主應力為25.200 MPa，頂板最大下沉量為35.840，相對位移為0.072%

3.2 力學過程分析

方案一的最大主應力集中位置為地板、頂板與充填體交界處的局部位置，最大主應力為0.168 MPa，最小主應力的集中位置為地板與充填體底墻交界處的局部位置，最小主應力為-0.851 MPa，最大水平位移為0.173 mm；方案二的最大主應力集中位置為地板、頂板與充填體交界處的局部位置，最大主應力為0.205 MPa，最小主應力的集中位置為圍巖與充填體底端交界處的局部位置，最小主應力為-1.120 MPa，最大水平位移為1.135 mm；方案三的最大主應力集中位置為充填體的中下部和中上部兩端對稱位置，最大主應力為0.235 MPa，最小主應力的集中位置為圍巖與充填體底端交界處的大部分位置，最小主應力為-1.621 MPa，最大水平位移為1.341 mm；方案四的最大主應力集中位置為充填體的中下部和中上部兩端對稱位置，最大主應力為0.124 Mpa，最小主應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行開采副井礦柱時，根據(jù)方案的制定使得采場整體都呈現(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。

參考文獻

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