基于數(shù)值模擬的紅嶺鉛鋅礦巖層移動帶圈定

童大志，汪 杰

(1.赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責任公司，內蒙古 赤峰 025400；2.北京科技大學 土木與資源工程學院，北京 100083 )

金屬礦地下開采過程中，必然會形成數(shù)量龐大、形狀復雜的采空區(qū)[1]，這些采空區(qū)的上覆巖層在自重、構造應力及開采擾動作用下會產生多種形式的破壞，如跨落、斷裂、離層、彎曲等，進而發(fā)展到地表形成一定區(qū)域內的地表塌陷[2-3]。國內外對煤礦開采巖層移動規(guī)律研究較多，但煤礦床是賦存相對規(guī)則的水平煤層，通常用綜放式開采，而在金屬礦床中賦存條件復雜，礦體形狀不規(guī)則且呈現(xiàn)分支復合現(xiàn)象，因而金屬礦床開采后形成的空區(qū)形狀千差萬別[4-6]，同時金屬礦床存在復雜的地質構造、采空區(qū)相互連通，致使一些用于煤層開采的地表沉陷、巖層移動等理論難以適用于地下金屬礦床，金屬礦山開采的巖層沉陷機理、地表移動規(guī)律等理論研究仍處于起步階段[7-10]。

紅嶺鉛鋅礦用空場法聯(lián)合崩落法開采，即空場法回采礦房，崩落法回收礦柱。由于采空區(qū)用強制崩落上覆圍巖充填處理，不僅造成體積達210萬m3的地表塌陷坑，同時危及提升豎井井筒及地表工業(yè)設施安全。因此，有必要針對紅嶺鉛鋅礦地質條件和開采特征，研究巖層移動規(guī)律，圈定礦床開采地表巖層移動帶，為礦山安全決策及地表工業(yè)建筑布置提供科學依據(jù)。

1 工程背景

紅嶺鉛鋅礦屬于矽卡巖型多金屬礦，礦體總體走向北東59°，傾向北西，傾角60°～80°，平均傾角75°，走向長度1 350 m。紅嶺礦業(yè)公司井下目前有八個中段，三中段及以上已塌陷，四、五、六中段為主要生產中段，七、八中段正在進行采準工程。……