上向水平分層充填法礦房跨度的確定及采場穩定性分析

羅 瑞，馬錕輝

(1.福州大學 紫金礦業學院，福州 350116；2.福州大學 爆炸技術研究所，福州 350116；3.紫金礦業集團股份有限公司，福建 上杭 364200)

采場結構參數是影響地下礦區穩定性的關鍵因素。對于上向水平分層充填采礦法，礦房跨度是該種采礦方法最重要的采場結構參數之一，若礦房跨度參數設計過小，那么礦石損失率貧化率將升高，礦石回收率將降低；若礦房跨度參數設計過大，那么礦房穩定性將難以保證，在回采過程中，容易發生巖爆、頂板巖石垮落等大規模地壓活動的情況。所以合理的礦房跨度是實現礦山經濟高效且安全開采的重要參數。對于采場結構參數的確定及優化研究手段有多種。厚跨比法[1]、KB魯別涅依他公式法[2]等計算方法在礦山現場實際的設計中得到了廣泛的應用。劉培正[3]等利用數值模擬軟件對采場結構參數及采場穩定性進行了分析。胡高建[4]等運用Mathews法對采場參數進行了優化并在理論層面對采場穩定性進行了判定。研究學者在確定礦房跨度時僅采用了Mathews法或有限元數值模擬，然而單一的采用Mathew法或數值模擬方法都存在一定的缺陷。

本研究以福建某礦山為研究對象，結合Mathew穩定圖法與數值模擬方法進行合理的采場結構參數的確定；根據Mathew法首先確定礦房保持穩定的最大跨度，然后通過對設計采場結構參數進行數值模擬，分析設計采場的穩定性。

1 Mathews穩定圖法及優化

Mathews穩定圖法是20世紀80年代由Mathews等人基于大量工程數據所提出的，早期的Mathews穩定圖法使用條件較為苛刻，要求礦體為深部巖體、急傾斜、巖體質量中等穩固以上、巖體硬度高等條件，使用時具有一定的局限性。……