崩落法转充填法开采安全隔离层厚度研究

TD861; 地下矿山崩落法转充填法开采是矿山行业维持可持续发展与保护生态环境的重要趋势,为保障某大型地下矿山崩落法转充填法安全开采的有序衔接,本文对该矿安全隔离层厚度及稳定性进行了深入的计算与分析.首先,通过荷载传递线交汇法、结构力学简化梁法、普氏拱理论计算了隔离层厚度,厚度分别为 19.5 m、20.1 m和 22.7 m;其次,建立三维精细化矿体开采模型,设计崩落法转充填法安全隔离层 15 m、20 m、25 m三种厚度方案进行对比,采用有限差分计算软件FLAC3D对矿体崩落法分层开采、充填法首采中段开挖进行了全过程模拟.研究结果表明:安全隔离层厚度 20 m时,最大沉降变形值为 21...

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Published in中国矿业 Vol. 33; no. 8; pp. 176 - 183
Main Authors 何环莎, 王旭, 刘畅, 赵亮, 吕冠颖, 吴翔伟
Format Magazine Article
LanguageChinese
Published 湖南省矿山地质灾害防治与环境再造工程技术研究中心,湖南 长沙 410012 01.08.2024
金属矿山安全技术国家重点实验室,湖南 长沙 410012
长沙矿山研究院有限责任公司,湖南 长沙 410012
Subjects
rock strata movement
稳定性分析
thickness of safety isolation layer
崩落法转充填法
安全隔离层厚度
stability analysis
数值模拟
岩层移动
caving-to-backfilling mining
numerical simulation
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ISSN1004-4051
DOI10.12075/j.issn.1004-4051.20240608

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Summary:TD861; 地下矿山崩落法转充填法开采是矿山行业维持可持续发展与保护生态环境的重要趋势,为保障某大型地下矿山崩落法转充填法安全开采的有序衔接,本文对该矿安全隔离层厚度及稳定性进行了深入的计算与分析.首先,通过荷载传递线交汇法、结构力学简化梁法、普氏拱理论计算了隔离层厚度,厚度分别为 19.5 m、20.1 m和 22.7 m;其次,建立三维精细化矿体开采模型,设计崩落法转充填法安全隔离层 15 m、20 m、25 m三种厚度方案进行对比,采用有限差分计算软件FLAC3D对矿体崩落法分层开采、充填法首采中段开挖进行了全过程模拟.研究结果表明:安全隔离层厚度 20 m时,最大沉降变形值为 21 cm,最小主应力为压应力0.05 MPa,隔离层岩体未出现受拉破坏,产生的塑性破坏区域零散分布,影响范围有限.综合理论计算和数值模拟结果,最终确定矿山安全隔离层厚度应不小于 20 m.矿体留设安全隔离层可有效降低崩落法开采和充填法开采区域的相互影响,保证深部矿体充填法开采的安全进行,研究方法和结果可为相似条件矿山提供参考.
ISSN:1004-4051
DOI:10.12075/j.issn.1004-4051.20240608