碎裂矿段层间采动应力规律与优化

胡建华¹，罗先伟¹，周科平¹，张绍国²，黄应盟²

1. 中南大学资源与安全工程学院湖南省深部金属矿开发与灾害控制重点实验室2. 广西高峰矿业有限责任公司

摘 要：应用Phase2D对高峰矿100号延伸矿体进行了空区充填影响下的碎裂矿段层间开采应力研究,获取了在碎裂矿段中的上向和下向不同开采顺序下的采动应力迁移规律。数值模拟结果显示,下向式开采主要表现出明显的压应力效应,最大压应力达到18 MPa,低于其抗压强度,最大拉应力值为0.47 MPa,低于顶板充填体的抗拉强度1.2 MPa,能够获得较高的安全系数,其值为1.57;而在上向式的采矿过程中,开采过程主要表现出拉应力效应,最大的拉应力为0.79 MPa,低于顶板矿石的抗拉强度,大于顶板弱结构面的抗剪强度,因而会导致弱结构面受拉破坏,形成顶板失稳。研究结果表明,在不同的开采顺序中,上向式开采的拉应力效应,有利于顶板矿体中弱结构面的发育与扩展,形成上层顶板的冒落,影响采场的采矿安全生产作业。为合理优化开采应力,改善采场的拉应力状态和承载结构,应选择下向式回采对碎裂矿段进行回采。

关键词：碎裂矿段;采动应力;数值模拟;开采顺序优化;