分段采矿法采场稳定性分析

马耀+董成龙

摘 要 随着我国技术化的突飞猛进，采矿行业的安全性和技术性得到了全面提升，文章通过分析动力学采矿原理来进行开采特点的研究，并根据得出来的数据进行了分段采矿法采场稳定性分析。

关键词 稳定性；分段采矿法；动力学过程

中图分类号：TD325 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0165-01

分段采矿法实现了硐室的设置，在采场进行采矿的位置用硐室设置，这种方式不仅为工作人员提供了有力的生命安全保障，还为采矿的安全性以及稳定性提供了有效的保证，此外，硐室的设置还实现了矿山开采的合理性和和科学性，有效对采矿的效率进行了提升，分段采矿法还实现了矿场的分段式采矿以及对称式分布。分段采矿法自身具有的特点使得它在采矿行业中拥有了非常广泛使用率，是开采方法中非常重要的一种。

1 分段采矿法特点

某地区对铁矿进行开采，其中开采方式是分段采矿法，实施这种方式的好处是可以控制掩体变形因素，还可以对覆岩移动程度进行控制、保护井筒安全、防治井筒受到副井筒矿柱开采引起的破坏。分段采矿法的工作原理是通过划分矿场来对矿产进行分段式开采，从而让采矿质量获得提升，而矿房回采的工作原理是通过分段开采来对纵向岩层实现开采的持续性，从而让采矿质量获得提升。在开采损害岩石时，要注意岩层崩塌的现象，时时刻刻注意安全，开采之前做好充分的防御措施，避免造成人员伤亡。当开采矿房完成之后，需要在第一时间进行矿场结构的修整，这样可以有效防止坍塌现象的发生。分段采矿法分成3—4个阶段低分段回采，每个分段为了形成长方形的矿柱和矿房都会除掉间柱，留下顶柱。分段凿岩竖向的巷道连续向着扇形中侧向的崩矿推进是指深孔矿房回采，这个过程中崩下的矿石采取电耙道底盘脉外进行出矿，只需要利用顶柱的保护来进行纯矿石的放出即可，等到矿房呈现出采矿完成、出矿完成，就可以把顶柱崩落，顶柱崩落是指自电耙道间隔一定距离扩成洞室，向顶柱打中深孔崩矿，爆力运矿抛掷到矿房底部。

2 分段采矿法的模型几何参数

对岩层纹理以及周围厚度进行计算，可以得出一套开采方案以及虚拟模型，模型1在中段100 m—150 m之间，拥有3个同时回采矿块，开采范围的长为99 m，高为50 m，宽为10 m；模型2在中段50 m—100 m之间，拥有4个同时回采矿块，开采范围的长为73 m，高为50 m，宽为20 m；模型3在中段0 m—50 m之间，有两种情况，一种是拥有2个同时回采矿块，开采范围的长为136 m，高为50 m，宽为18 m，一种是拥有2个同时回采矿块，开采范围的长为96 m，高为50 m，宽为20 m；模型4在中段0 m—-50 m之间，拥有2个同时回采矿块，开采范围的长为136 m，高为50 m，宽为30 m。

3 分段采矿法过程分析

3.1 模型分析

通过模型几何参数的具体数据可以分析出来，在进行采矿之前需要细致的对矿床岩层进行分析，当完成开采之后必须进行矿场机构的加固，这样可以保证矿场的安全性，如果没有进行矿场机构的加固就必须进行矿层填充，利用材料来对岩层进行填充，从而让岩层稳定性得到加强，不会出现受到外界影响而导致坍塌、移动的现象。胶结充填体、顶板发生位移以及应力时，方案一的最大主应力集中位置为采场顶板中央和采场底板局部位置，最大主应力0.309 MPa，最小主应力集中位置为顶板靠近围岩位置和顶板，最小主应力为-1.580 MPa，顶板最大下沉量为2.688，相对位移为0.005%；方案二的最大主应力集中位置为中间采场顶板中央局部位置，最大主应力3.200 MPa，最小主应力集中位置为顶板与围岩交界位置以及顶板交界与充填体的端角，最小主应力为-18.200 MPa，顶板最大下沉量为18.838，相对位移为0.038%；方案三的最大主应力集中位置为顶板中央以及充填体与采场顶板交界为之，最大主应力4.390 MPa，最小主应力集中位置为顶板交界处与围岩的大部分位置，最小主应力为-17.300 MPa，顶板最大下沉量为32.579，相对位移为0.065%；方案四的的最大主应力集中位置为顶板中央以及充填体与采场顶板的交界位置，最大主应力4.880 MPa，最小主应力集中位置为围岩与顶板交界处大部分位置以及顶板，最小主应力为25.200 MPa，顶板最大下沉量为35.840，相对位移为0.072%

3.2 力学过程分析

方案一的最大主应力集中位置为地板、顶板与充填体交界处的局部位置，最大主应力为0.168 MPa，最小主应力的集中位置为地板与充填体底墙交界处的局部位置，最小主应力为-0.851 MPa，最大水平位移为0.173 mm；方案二的最大主应力集中位置为地板、顶板与充填体交界处的局部位置，最大主应力为0.205 MPa，最小主应力的集中位置为围岩与充填体底端交界处的局部位置，最小主应力为-1.120 MPa，最大水平位移为1.135 mm；方案三的最大主应力集中位置为充填体的中下部和中上部两端对称位置，最大主应力为0.235 MPa，最小主应力的集中位置为围岩与充填体底端交界处的大部分位置，最小主应力为-1.621 MPa，最大水平位移为1.341 mm；方案四的最大主应力集中位置为充填体的中下部和中上部两端对称位置，最大主应力为0.124 Mpa，最小主应力的集中位置为围岩与充填体底端交界处的局部位置，最小主应力为-1.143 Mpa，最大水平位移为1.283 mm。

4 结束语

充填体在既定配比下进行开采副井矿柱时，根据方案的制定使得采场整体都呈现出均匀状态，不仅为工作人员提供了有力的生命安全保障，还为采矿的安全性以及稳定性提供了有效的保证。

参考文献

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