論文1石膏礦深部礦層開采采留比的研究與應(yīng)用

1、1石膏礦深部礦層開采采留比的研究與應(yīng)用摘要摘要：通過對汶陽石膏礦礦井深部膏層取樣，進(jìn)行物理力學(xué)試驗，得到深部膏層的力學(xué)參數(shù)，利用簡支梁理論及附屬面積理論，確定出其采房跨度為4.0米，膏柱寬度為5.0米，并在汶陽礦3Ⅱ319工作面進(jìn)行了實(shí)驗，得到了很好的安全和經(jīng)濟(jì)效益，從而為石膏礦深部礦層開采采留比設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)，同時，對也對其它石膏礦深部開采也具有較好的指導(dǎo)意義[1]。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：石膏礦，房柱式，深部，采留比中圖分類號：中圖分類

2、號：TD872文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ATheResearchApplicationofRatioofMiningRemaininginDeepGypsumMineSeamMiningAbstract:ThroughtheWenYanggypsumminedeepcreamlayersamplingphysicalmechanicstestgotdeepcreamlayerofthemechanicalparametersusingth

3、etheyaccessyareabeamtheydeterminingitsminingroomspanof4.0manointedcolumnwidthis5.0metersin3Ⅱ319wkingfacecarriedontheexperimentgotaverygoodsafetyeconomicbenefitsoprovidescientificbasistotheratioofminingremainingdesignatio

4、nofgypsummineatthesametimetoothergypsumminedeepminingalsohasagoodguide.Keywds:gypsummineroompillarminingdeepratioofminingremaining0前言前言深部膏層地應(yīng)力較大，礦壓顯現(xiàn)比較明顯[2]，當(dāng)前國內(nèi)外尚沒有成熟、科學(xué)、合理的石膏礦深部開采采留比參數(shù)可供參考。文章針對汶陽礦的地質(zhì)材料及開采現(xiàn)狀，利用石膏層力學(xué)參數(shù)和簡

5、支梁理論及附屬面積理論[3]，并通過對工作面現(xiàn)場的實(shí)驗，對深部開采采留比做深入的研究。1工程概況工程概況汶陽石膏礦礦層頂板埋深在145m～231m，采用房柱式開采，主要運(yùn)輸大巷和硐室均布置在160m水平，隨著下山采區(qū)即3300采區(qū)、3400采區(qū)的開拓，膏層埋深越來越大，地層應(yīng)力越來越大，礦壓顯現(xiàn)也越來越明顯，為確保安全生產(chǎn)，必須要確定合理的采留比。因此，開展深部礦層開采采留比的研究是十分重要的課題。2采房跨度和膏柱寬度的計算采房跨度和膏

6、柱寬度的計算我們在3300采區(qū)軌道下山、3300邊界回風(fēng)下山200m、230m標(biāo)高取樣，檢測結(jié)果如表1所示。表1膏層力學(xué)參數(shù)樣品編號黑1白2平均天然塊體密度（gcm3）2.302.322.252.262.2913L＝(6)W34te?由試驗結(jié)果可知，巖梁的許用正應(yīng)力σe＝＝0.425MPa，巖梁的許用剪應(yīng)力τe＝FLR＝0.935MPa；FjR巖梁承受的載荷即為巖梁上方鈣質(zhì)頁巖的重量及其巖梁自身的重量，即W=γGghGγYghY＝0.0

7、62MPa將上述數(shù)據(jù)代入式（5）得到3Ⅱ膏層頂板巖梁不因跨度中央的最大拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度而破壞的極限跨度為：L=＝4.54mW3t4e2?將上述數(shù)據(jù)代入式（6）得到3Ⅱ膏層頂板巖梁不因梁內(nèi)最大剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度而破壞的極限跨度為：L=＝30.16mW34te?由于礦井深部局部地段膏層層理、裂隙發(fā)育，為確保安全，礦井深部采房跨度取4.0m。2.2膏柱寬度計算膏柱寬度計算確定膏柱的合理尺寸，必須要考慮膏柱將要承受的載荷。用簡單的附屬面積

8、理論可以確定膏柱平均應(yīng)力[6]。其總載荷為：P=(BZBF)(LZBX)γh（7）膏柱的平均應(yīng)力為：σp＝==(1)(1)σySPZZXZFZLBBLBBh)(?????）（ZFBBZXLB（8）式中：BZ——膏柱的寬度，m；LZ——膏柱的長度，mBF——采房的跨度，m；BX——巷道的寬度，m；h——開采深度，m；σp——膏柱的平均應(yīng)力，MPa；σy——深度為h的地層內(nèi)開掘前的原始應(yīng)力，MPa。膏柱中形成了兩個區(qū)域：一個是膏柱周邊形成的