马郡城铁矿“三下”开采隔离层厚度及回采顺序研究

在金属矿山“三下”开采过程中,隔离层是保证地表构建筑物安全和地下采场安全开采的重要部分,其合理的留设厚度对于实现矿山安全高效生产具有重要意义。针对马郡城铁矿矿区内东南角地表存在马郡河以及木材厂、民房等建构筑物,造成矿区10线以东矿段复杂难采的问题,通过结构力学法和K.B.鲁别涅依特理论等5种方法分别对隔离层厚度进行估算,其厚度范围为16~36 m。采用ANSYS软件构建矿区三维模型,结合FLAC^(3D)模拟分析不同隔离层厚度条件下第四系底部围岩稳定性特征及地表沉陷规律,并对矿块回采顺序进行优化。结果表明:矿块合理的回采高度上限为40 m,隔离层安全厚度为19 m,在估算厚度范围内,验证了理论计算结果的合理性;矿块回采顺序为从右至左时对地表河流及建筑物影响最小。研究结果为马郡城铁矿矿区东南角安全高效开采提供参考依据。

基于正交试验与数值模拟的马郡城铁矿采场结构参数优化

金属矿山开采过程中,采场结构参数影响着采场稳定性和企业经济效益,其合理设计对实现安全高效生产具有重要意义。针对马郡城铁矿矿区内东南角地表存在马郡河以及木材厂、民房等建构筑物,造成矿区10线以东矿段复杂难采的问题,基于正交试验原理对采场主要因素进行方案设计,利用ANSYS与FLAC3D耦合建模的方式对9种不同方案进行模拟,分析了采场应力—应变情况和地表沉陷规律。结果表明,各因素对地表沉陷影响主次顺序为矿块长度>间柱宽度>矿块高度,矿块高度对塑性区体积影响最为显著;确定最优采场结构参数为矿块长度40 m、矿块高度40 m、间柱宽度6 m。通过正交试验与数值模拟结合的方式在原有设计基础上对矿块参数进行了优化,对马郡城铁矿“三下”开采的采场参数设计具有指导意义。