礦房尺寸對錳礦抗地壓能力的影響

摘 要：房柱法采礦過程中，地壓是礦區(qū)能否安全生產(chǎn)的一個(gè)重要參數(shù)。文章把錳礦的微觀力學(xué)性能和礦房地壓相結(jié)合。從錳礦自身性能出發(fā)，計(jì)算了礦房尺寸大小和礦區(qū)承載地壓之間的關(guān)系。為錳礦的安全開采，提供了相關(guān)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：地壓；微觀力學(xué)性能；礦房尺寸

1 概述

在我國的錳礦開采過程中，沉積型礦床是主要的開采類型[1]。其儲量占到了全國已探明儲量的80%。在沉積型礦產(chǎn)的開采點(diǎn)主要分布在盆地，經(jīng)過數(shù)十萬年地質(zhì)變化，沉積層隨地貌高低起伏[2]。因此，不少錳礦僅通過平硐就能得到大量的開采[3]。而針對地下錳礦，則國際普遍使用的方式是房柱法采礦。而隨著礦區(qū)地壓隨開采深度的增加而不斷增加，會(huì)導(dǎo)致礦區(qū)出現(xiàn)大裂縫、滲水、震動(dòng)等災(zāi)害，嚴(yán)重的威脅了礦區(qū)工作人員的安全[4]。因此，對礦區(qū)的承載能力有一個(gè)合理的估算，能有效的避免此類災(zāi)害的發(fā)生[5]。礦區(qū)人員的生命得到保障。本文利用錳礦自身的微觀力學(xué)性能，把礦房的抗地壓能力和礦房的尺寸相結(jié)合，有效的計(jì)算出了不同尺寸的錳礦礦房的抗地壓能力，為礦區(qū)的安全采礦提出了相關(guān)指導(dǎo)。

2 理論模型

在錳礦的開采過程中，房柱法主要是在礦脈中開出一個(gè)礦房，在礦房中，留下一定數(shù)量的礦柱作為支撐。因此，整個(gè)礦房的支撐力主要來自于礦柱的支撐力和礦房壁自身的界面結(jié)合力。

3 結(jié)束語

文章通過對礦房尺寸對錳礦抗地壓能力的相關(guān)效應(yīng)的公式推導(dǎo)，有效的得出了不同深度的抗錳礦地壓能的合理礦房尺寸。在合理尺寸的指導(dǎo)下，再結(jié)合礦層的實(shí)際地質(zhì)環(huán)境的綜合分析，能有效的將采礦的安全系數(shù)大大提高，為錳礦的安全開采，提供了相關(guān)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]張明海，劉向峰，王來貴.避免采礦誘發(fā)沖擊地壓成災(zāi)的卸壓洞法[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，20（6）：777-779.

[2]張鶴生.無間柱連續(xù)采礦法礦段回采的地壓規(guī)律與控制技術(shù)[J].中國有色金屬學(xué)報(bào)，2013，11（10）：666-670.

[3]周驥.利用地壓能采礦[J].有色金屬科學(xué)與工程，1994（2）：1-5.

[4]柳玉明，柳楠，勇國棟.膠東金青頂金礦深部采礦地壓形成機(jī)理及預(yù)防措施[J].礦產(chǎn)勘查，2013，4（3）：323-328.

[5]江國正.厚礦體崩落采礦地壓研究的迫切課題[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1992（4）：393-394.

[6]吳曉東，盛美萍，張安付，等.一種基于有限元分析的楊氏模量的能量等效方法[J].電子設(shè)計(jì)工程，2014，22（13）：41-43.

[7]胡望宇，齊衛(wèi)宏，張邦維.一種估算金屬空位形成能的半經(jīng)驗(yàn)方法[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1999，26（5）：10-14.

[8]于曉華，王遠(yuǎn)，詹肇麟，等.空位形成能與鍵能的相關(guān)效應(yīng)[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2014，35（6）：230-233.

[9]巴龍.物理化學(xué)數(shù)據(jù)簡明手冊[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社，1964.

作者簡介：達(dá)權(quán)昌（1987-），男，廣西隆林縣人，貴州省地礦局一O三地質(zhì)大隊(duì)助理工程師，學(xué)士，主要研究錳礦開采。