深埋厚大矿体采场结构参数优化

邬金^1,2,3，李元辉^1,2，司呈斌⁴，徐帅^1,2

1. 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室2. 东北大学资源与土木工程学院3. 辽宁广播电视大学人文学院4. 山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿

摘 要：合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化,在保证开采系统稳定和生产安全的前提下,减少支护工作量,提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上,对影响矿房回采稳定性的矿房高度、矿房宽度、采场长度、矿柱宽度、矿柱充填方式等5个关键因素进行2水平正交设计,获得8种试验方案。运用大型岩土软件FLAC3D对盘区内不同方案的采场结构参数进行数值模拟研究,分析其在不同结构参数下应力、位移、塑性区等特征,初步得出采场处于最有利力学状态时的结构参数方案(采场高60 m、采场长60 m,矿房宽18 m、矿柱宽20 m的参数方案)。计算结果表明:回采过程中,采场长度对顶板应力和顶板位移的影响最大,采场越长,应力值越大,且压应力主要在盘区间柱集中,顶底板处出现拉应力集中。分析结果可为盘区矿房矿柱的安全高效回采提供技术支持。

关键词：正交设计;深部厚大矿体;阶段矿房嗣后充填法;结构参数优化;数值模拟;