近海矿体开采人工假底厚度优化及工程应用

刘志义^1,2，甘泽³，甘德清^1,2，薛振林^1,2，任贺旭^1,2

1. 华北理工大学矿业工程学院2. 河北省矿业开发与安全工程实验室3. 华北理工大学科技处

摘 要：三山岛金矿为了保证矿山近海矿体开采的稳定性和资源的回收率,设计在-165 m中段施工人工假底。通过建立力学模型,应用弹性力学理论对人工假底的失稳机理进行分析,然后应用数值模拟方法对不同厚度的人工假底下开采进路的稳定性进行分析。通过计算分析不同厚度人工假底下开采进路顶板的应力、位移变化特征,得出不同厚度人工假底的稳定情况。结果表明:厚度为0.4 m和0.5 m的人工假底拉应力超出其抗拉强度的分布区域在进路宽度方向上分别占80%和26.7%,最大拉应力分布在假底中部,假底的垂直位移呈不均匀沉降,且假底厚度越小,不均性越大;厚度为0.6 m的人工假底拉应力均未超出假底抗拉强度,且位移沉降均匀,整体稳定性较好,但施工成本较高。因此,建议人工假底厚度为0.5 m。将优化结果应用于工程实践,结果表明该参数安全经济合理。

关键词：近海矿体;人工假底;失稳机理;工程应用;