两中段开采的水平矿柱失稳影响因素分析与方案优化——以金川二矿区为例

为评价两中段开采水平矿柱开采方案的优劣,采用评价水平矿柱稳定性的平均压应力(ASH)、平均剪应力(SSH)和屈服比(FRH)3个指标,并建立数值正交试验方案。通过计算各个试验方案水平矿柱稳定性影响因素的水平、平均值、极差和影响因子,研究各因素对水平矿柱稳定性的影响程度。结果显示:就金川二矿区1号矿体2期工程而言,两中段回采水平矿柱稳定性的主要影响因素有1250中段下降距离、水平地应力、一次回采进路的条数和1250中段的回采方向;维持两中段回采水平矿柱稳定性的关键在于利用水平地应力和调整1 250 m中段的回采工艺、结构参数和开采顺序,而通过提高充填体质量对提高矿柱的稳定性效果并不十分显著。

两中段开采水平矿柱稳定性数值模拟分析

某铁矿为超大规模超深井矿山,采用两中段同时上向开采方式,水平矿柱的稳定性是关系到整个矿山能否持续稳步发展的关键技术问题。采用三维非线性有限差分数值模拟方法,揭示了水平矿柱逐渐变薄直至最终消失全过程,水平矿柱的应力、变形和塑性区的变化规律。

金川二矿区1000 m中段水平矿柱形成及回采技术研究

金川二矿区采用双中段同时开采方式,随着两中段之间剩余矿体垂直厚度变薄,逐渐形成水平矿柱,及时准确地判定水平矿柱形成并安全将其回采,对于矿山的可持续发展至关重要。采用数值模拟手段分析了水平矿柱随着开采深度变化的形成过程,提出水平矿柱厚度为20 m以下,矿柱完全破坏。通过对1000 m中段水平矿柱安全高效回采进行探索和研究,形成了矿柱回采的方案,最大限度地避开了现有在用的重点工程,保障了二矿区安全生产和出矿任务在后续中段衔接过程中有序进行。