缓倾斜薄矿体点柱群稳定性分析及回采方案优化研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:woshi52038
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缓倾斜薄矿体房柱法或全面法开采条件下的矿柱和顶板稳定性分析是采场稳定性研究的重要内容,可以说矿柱和顶板的稳定性是采场稳定性的前提,对矿柱和顶板进行稳定性分析意义重大,它将有助于科学合理地设计采场的结构参数、为矿柱的二次回采提供科学依据。本文在综合分析了国内外有关矿柱和顶板稳定性方面的研究成果的基础上,充分借鉴先进的研究手段和方法,以中铝贵州分公司矿山公司银厂坡铝矿为背景开展了缓倾斜薄矿体点柱群和顶板的稳定性分析:(1)在充分分析了点柱的破坏形式和点柱稳定性影响因素的基础上,结合银厂坡铝土矿的实际,提出了影响点柱稳定性的三大类12种因素,接着运用AHP层次分析法对每种影响因素采用定性和定量相结合的方法分析其对点柱稳定性的影响大小。最后依据影响大小进行了排序,为矿柱的科学设计提供了依据。(2)运用Mathews稳定性理论分析了采场顶板在不同状态下、不同矿房长度条件下的极限跨度。发现当顶板为铝土岩时,在稳定状态下的顶板暴露面积的极限水力半径为5.91m,超过5.91m的水力半径即有冒落的可能;在崩落状态下的水力半径是8.12m,超过8.12m冒落的可能性极大;顶板暴露面的水力半径在5.91m~8.12m之间时,顶板暴露面稳定性处于稳定和崩落状态之间,接着分析了Mathews稳定性图解法中的水力半径的定义,并分别计算了矿房长度在40m、50m、60m和70m条件下的矿房极限跨度。(3)运用材料力学简支梁理论分别计算了银厂坡矿体沿走向和沿倾向的采场极限跨度,并结合Mathews稳定性理论分析结果对第四采区的顶板稳定性进行了分析,对该采区的每个矿房顶板的安全稳定性进行了分级。(4)针对不同赋存条件的点矿柱分别提出了人工矿柱置换法和削柱法的点柱回采方式,并借助FLAC3D数值模拟软件对点柱回采过程中涉及到的点柱应力和位移、顶板位移和塑性区以及地表沉降等问题进行了研究,为矿柱回采设计提供了科学依据。
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