露天轉(zhuǎn)地下開采覆蓋層合理厚度研究.pdf

1、目前,我國大多數(shù)的中型及大型露天礦已經(jīng)基本進(jìn)入后期開采,由于礦體的埋藏條件不同,部分露天礦的開采方式將轉(zhuǎn)為凹陷式開采,即轉(zhuǎn)為地下開采。對于露天礦坑底部扔埋藏有礦體,且這部分礦體采用無底柱分段崩落法進(jìn)行開采的露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山,要在坑底覆蓋一層由碎石組成的覆蓋層,以起到較好的防寒保暖、放漏風(fēng)、滯水、形成擠壓爆破和端部放礦的條件以及防沖擊地壓的作用。因此,覆蓋層合理厚度的研究對露天轉(zhuǎn)地下礦山的安全生產(chǎn)具有重要意義。
　　結(jié)合覆蓋層的

2、功能,根據(jù)石寶鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采的特點(diǎn),基于放礦工藝對覆蓋層厚度進(jìn)行研究,運(yùn)用松動(dòng)橢球體理論,計(jì)算分析覆蓋層的結(jié)構(gòu)和厚度隨著放出礦石量的變化而改變,其影響范圍取決于放礦松動(dòng)橢球體的高度,覆蓋層的影響高度約為放出橢球體高度的2.5倍。石寶鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開拓設(shè)計(jì)中無底柱分段崩落法的放礦高度為10m,所以石寶鐵礦露天轉(zhuǎn)地下覆蓋層厚度最低不應(yīng)小于25m。
　　運(yùn)用PFC2D軟件對石寶鐵礦放礦過程進(jìn)行模擬,覆蓋層下移的過程中,在放礦漏斗中的

3、巖石的移動(dòng)速度沿軸線方向最大,粗顆粒覆蓋巖石的移動(dòng)速度小于細(xì)顆粒覆蓋巖石的移動(dòng)速度。因此,如果在覆蓋層與礦體交界之間的巖石塊度太小,在放礦過程中會(huì)引發(fā)礦石的超前貧化。在覆蓋層與礦體交界面之間的覆蓋層巖石的塊度要比地下開采采場崩落礦石的平均塊度要大,以防止礦石超前貧化的發(fā)生。另外,對30m、40m厚度覆蓋層放礦過程中覆蓋層界面的變化進(jìn)行研究,30m厚度覆蓋層在放礦過程中界面變化較大,40m厚度覆蓋層界面變化較小,二者都形成了陷落漏斗和橢球

4、體,驗(yàn)證了松動(dòng)橢球體理論。
　　最后,分別對30m厚度和40m厚度覆蓋層防沖擊地壓能力進(jìn)行驗(yàn)證,通過推導(dǎo)計(jì)算,滑落體經(jīng)30m厚度覆蓋層緩沖后所產(chǎn)生的沖擊壓力為3.37MPa,比礦石層所能承受的最大應(yīng)力值3.16MPa大,因此礦石層因無法承受巨大沖擊壓力而產(chǎn)生破壞。而經(jīng)40m厚度覆蓋層緩沖后所產(chǎn)生的沖擊壓力為2.25MPa,較礦石層所能承受的最大應(yīng)力小,因此礦石層不會(huì)發(fā)生破壞,能夠保證地下生產(chǎn)的安全進(jìn)行。因此40m厚度覆蓋層能夠起到