收藏 分销(赏)

石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:574834 上传时间:2024-01-02 格式:PDF 页数:9 大小:3.81MB
下载 相关 举报
石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用.pdf_第1页
第1页 / 共9页
石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用.pdf_第2页
第2页 / 共9页
石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用.pdf_第3页
第3页 / 共9页
亲,该文档总共9页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、Series No.566August 2023 金 属 矿 山METAL MINE 总 第566 期2023 年第 8 期收稿日期 2023-03-01基金项目 国家重点研发计划项目(编号:2020YFC1909801);辽宁省自然科学基金项目(编号:2021-MS-096)。作者简介 田 欣(1967),男,正高级工程师,硕士。通信作者 何荣兴(1981),男,讲师,博士,硕士研究生导师。石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用田 欣1 何荣兴2 张 贤3 张星宇2 任凤玉2(1.河北钢铁集团矿业有限公司,河北 唐山 066501;2.东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819

2、;3.云南驰宏锌锗股份有限公司,云南 曲靖 655011)摘 要 石人沟铁矿开采 M2 矿体期间因下部民采空区突然冒透-210 m 水平,形成埋深大、规模大、不规则且位于主要生产区域的 M2 主空区。空区形态三维探测结果表明,空区活动剧烈,顶板和周边围岩边界不断扩展,严重威胁了矿山安全生产。根据石人沟空区特征和生产现状,提出了 4 个区段的分段胶结充填治理方案,通过室内充填料浆在冒落散体中的渗流特性及散体胶结充填体的强度特性实验,确定了充填料浆的浓度为 68%,底部充填区段料浆灰砂比为 14,-270 m-165 m 水平充填料浆灰砂比为 18,顶部充填灰砂比为 112 的充填技术参数。并利用

3、 3DEC 模拟了分段充填后顶部围岩冒落范围的变化情况,结果表明,充填能够有效控制空区顶板和周边围岩的冒落和扩展,至少要充填至-210 m 水平,才能保证相邻矿体探采的安全性。经过 2 个阶段的充填后,空区的冒落活动明显降低,只存在-165 m 水平以上的小范围零星冒落,空区充填效果显著。关键词 采空区 冒落 空区三维探测 分段充填 中图分类号TD853.391 文献标志码A 文章编号1001-1250(2023)-08-162-09DOI 10.19614/ki.jsks.202308020Study and Application of Sublevel Filling Treatment

4、 Scheme for Goaf in Shirengou Iron MineTIAN Xin1 HE Rongxing2 ZHNAG Xian3 ZHANG Xingyu2 REN Fengyu2(1.HBIS Minging Co.,Ltd.,Tangshan 066501,China;2.School of Resources and Civil Engineering,Northeastern University,Shenyang 110819,China;3.Yunnan Chihong Zn&Ge Co.,Ltd.,Qujing 655011,China)Abstract Dur

5、ing the mining of M2 ore body in Shirengou Iron Mine,the lower civil goaf caved suddenly and penetrated-210 m level,which lead to the M2 main goaf forming with large buried depth,large scale,irregular and located in the main production area.The three-dimensional detection results of goaf morphology

6、show that the goaf is active violently,and the boundary of roof and surrounding rock continues to expand,seriously threatening the safety of mine production.According to the characteristics of goaf and the production status in Shirengou,the treatment scheme of segmented cementation filling in four s

7、ections is proposed.Through the seepage characteristics of filling slurry in the caved granular and the strength characteristics of the granular cementation filling body,the filling technical parameters are determined as follows:the concentration of filling slurry is 68%,the cement sand ratio of the

8、 bottom filling section is 14,the cement sand ratio of the filling slurry is 18 at the level of-270 m to-165 m,and the cement sand ratio of the top filling slurry is 112.The change of the caving range of the top surrounding rock after the sublevel filling is simulated with 3DEC.The results show that

9、 the filling can effectively control the caving and expansion of the goaf roof and surrounding rock.The filling must be at least-210 m level to ensure the safety of the exploration and mining of adjacent ore bodies.After two stages of filling,the caving activity of the goaf is significantly reduced,

10、and only a small range of sporadic caving above-165 m level exists.The goaf filling effect is significant.Keywords goaf,caving,3D laser scanning,segmented cementation filling 地下矿山采用空场法或崩落法回采,顶板未完全崩落时会形成采空区。采空区的长期存在,受采动、地下水、结构面和爆破震动的影响,空区顶板围岩弱化发生失稳冒落,致使矿山开采条件恶化,引起矿柱变形1、相邻作业区采场和巷道维护困难2、井下大面积冒落3、岩移4及地表

11、塌陷5等安全危害,更为严重的会产生空区突然垮塌,形成高速气流和冲击气浪6造成的人员伤亡和设备破坏,给矿山安全生产261构成严重威胁,甚至造成环境恶化、矿产资源严重浪费。因此,对采空区进行及时治理变得尤为重要。近年来,我国学者在采空区治理方面进行了大量研究,例如,刘海林等7针对来龙矿区方解石矿山采空区群的稳定程度,提出了采用铁栅栏和齿形阻波墙联合封闭,并辅以多点位移计和钻孔应力计对围岩稳定性进行在线连续监测的空区治理方案;任凤玉等8针对大中矿业书记沟铁矿两个形状不规则的相邻中型采空区,在空区围岩可冒性分析的基础上,研究提出在散体垫层防护下、崩落两空区之间岩柱、将相邻两空区连为一体进行诱导冒落的采

12、空区处理方案;贾海波等9针对内蒙古某多金属矿浅孔房柱开采形成的大面积采空区,采用数值方法分析了不同治理方案和施工顺序的围岩应力及位移变化特征,提出了“隔一充一”的间隔充填采空区并回收点柱的方法;张社稷10对祈雨沟金矿采空区现状进行分析基础上,提出了分级尾砂、废石和胶结充填的采空区治理方案;曹建立等11-13针对某铁矿采空区赋存特征,提出了地表钻孔监测与废石充填相结合的空区治理方法;任凤玉等14对某萤石矿主井附近采空区进行调查和理论分析,提出了废石和碎石混凝土接顶充填的空区处理方案,并用数值方法验证该方案的可行性。上述研究成果为采空区的充填治理提供了参考,同时也表明,矿山所用采矿方法、所具备的技

13、术条件、形成采空区形态和稳定特征各不相同,需要根据采空区和矿山生产现状来综合确定空区治理方案。本文针对石人沟铁矿采空区赋存和稳定性特征,提出了分段充填的治理方案,并通过模拟不同方案效果,确定最终参数,在实际应用中收到较好的治理效果。1 石人沟铁矿生产及空区概况1.1 矿山开采历史石人沟铁矿为鞍山式磁铁矿床,于 1975 年 7 月建成投产,矿山采用露天分区开采方式开采 0 m 水平以上矿体。露天转地下开采分三期进行建设。地下一期工程开采范围为南区(16 号勘探线以南)0-60 m 中段,规模为年产铁矿石 60 万 t,竖井开拓,建有主井、副井和南风井各 1 条,采用浅孔留矿法采矿。地下二期工程

14、开采范围为北区(16 号勘探线以北)-16-60 m 中段之间矿体,采用浅孔留矿法采矿。地下三期工程开采范围为-60-210 m 中段的矿体,规模为年产铁矿石 200 万 t,采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法,中段高度为 90 m,分段高度为 15 m,矿房宽度 20 m,为满足矿井通风与生产安全,设置副中段高度为 45 m。矿石回收时沿矿体走向方向划分两步回采矿块,一步采、二步采间隔布置,宽度均为 20 m,高度均为 90 m,垂直矿体走向的相邻盘区之间留设 20 m 隔离间柱。目前矿山-60-165 m 水平采空区已随开采进度充填完毕,开采到-210 m 阶段,矿山采矿权范围内最后一个阶

15、段,其开采历史和现状如图1 所示。图 1 石人沟铁矿 10#勘探线剖面Fig.1 Profile of 10#exploration line in Shirengou Iron Mine1.2 采空区赋存特征2019 年 5 月,M2 矿体下部盲采空区突然冒透-210 m 水平,随后空区冒落高度与宽度不断增大,并很快冒落到-165 m 水平。该冒落空区沿矿层由北向南倾斜,北侧围岩相对南侧而言,较为不稳定。根据现场监测与实地观察,在空区快速冒落到-165 m 水平之后,空区上部四周的冒落速度比下部快,使空区南侧冒落边壁的倾角逐渐增大。为获取冒落空区形态与活动特征,利用三维激光扫描仪 FARO

16、Focus S350 先后 3 次对-210 m 水平已揭露空区进行三维激光探测,其空区三维模型如图 2 所示。图 2-210 m 水平采空区探测结果Fig.2 Results for goaf detection in-210 m level361 田 欣等:石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用 2023 年第 8 期由图 2 可知,大部分周边空区分布在-210 m 水平以下,进而证实周边空区为盲采空区。已探测的采空区大小不等,且均为不规则采空区,其中冒落空区的高度和宽度最大,且不规则程度较大,主要表现为上宽下窄,且局部起伏面较多。由各采空区与穿脉的相对位置关系可知,邻近冒落空区的多个

17、采空区主要分布在冒落空区的北侧,高度较大的周边空区主要集中分布在 7-1#8-1#穿之间,其中 8-1#采空区的高度最大;在-224 m 水平,冒落空区出露一向北延伸的采空区(即 9#穿采空区),该空区的高度及宽度均相对较小,但该空区在-224 m 水平与冒落空区贯通,其势必会引导冒落空区围岩的冒落方向。冒落空区沿矿体走向方向的最大宽度约102 m,高度约120 m;-240 m 水平以上,冒落空区顶板形状趋近于抛物线拱形,但-240 m 水平以下,冒落空区底部处于倾斜状态,且整体表现为沿走向方向延伸。冒落空区垂直矿体走向方向的最大宽度约98 m,8-1#穿采空区是高度最大的周边空区,但与冒落

18、空区的距离相对较远。图 3 为冒落空区与各分段矿体的位置关系剖面图,冒落空区在-165 m 水平剖面主要分布在-165 m水平 10#穿和 10-1#穿之间;在-180 m 水平剖面主要分布在-180 m 水平 10#穿和 10-2#穿之间;在-195 m水平剖面主要分布在-195 m 水平 9-4#穿和 10-2#穿之间,且经过该分段的断层,其势必影响冒落空区在该分段的冒落规模和方向;在-210 m 水平剖面主要分布在-210 m 水平 9-1#穿和 10-1#穿之间。冒落空区在 4 个分段水平剖面面积从上分段(-165 m)至下分段(-210 m)为增大的趋势,其与采空区围岩冒落拱形的趋势

19、相符,但剖面形态不一,且空区边界均较为不规整,表明空区的冒落活动将持续进行,空区边界还将进一步扩大。图 3 冒落空区与各水平矿体的位置关系Fig.3 Positional relationship between the caving goaf and the ore body in each level1.3 采空区成因及活动性分析M2 矿体冒落空区为民采矿点的采空区冒落所致。一般民采矿点擅长房柱法与不规则浅孔留矿法开采,其采空区具有高度小、形状不规则、分布范围大、分层较多的特点。在矿体厚度较大、品位较高的部位,通常民采空区的宽度较大、留下的分层顶板厚度较薄,容易最先冒落。在较低层位顶板失稳

20、冒落后,破坏上一层位顶板的支撑条件,引起连锁反应,形成高度较大的冒落空区。对冒落空区周边矿岩的钻探与巷探结果显示,冒落空区北侧还分布 4 个盲采空区,其中 8-1#采空区的高度最大(约 45 m),由此可知,该类盲采空区高度一般不超过 45 m。因-210 m 以下无开拓与采准工程,对形成冒落空区的下部盲采空区位置与分布特征,目前不具备探测条件,但可从已知的三维激光探测获悉,-210 m 水平冒落空区净空高度约 120 m,这表明冒落空区的形成,是由-210 m 水平以下多层位盲空区顶板冒透后持续向上冒落所致。461总第 566 期 金 属 矿 山 2023 年第 8 期此外,对比冒落空区形成

21、初期的 3 次探测结果,由图 4 可知,空区形成初期围岩极不稳定,冒落活动非常剧烈,进而使得空区围岩冒落至空区内,从而增加空区底板厚度,且上部空区顶板冒落线相较前一次探测均有明显的扩大,但空区体积整体呈增大的趋势。一般而言,冒落活动中新暴露的采空区体积大于冒落散体的碎胀体积,才能出现空区顶板冒落后,剩余空区体积增大的现象,也证实了形成冒落空区的下部盲采空区应是多层位的,且冒落空区下部可能还存在未探明的盲采空区的分析结果。图 4 冒落空区 3 次探测结果对比Fig.4 Comparison of the three detection results of the caving goaf2 分段

22、充填安全治理方案目前采空区治理方式主要有矿柱支撑、封闭、崩落、充填13,每种空区处理方式具有不同的特点和适用性。石人沟铁矿冒落空区具有埋深大、规模大、不规则且位于主要生产区域等特点,空区形成初期便处于阵发性冒落活动中,自身属性决定其安全处理难度较大。由于空区体积大,且空区上部为回采充填体,不适合采用崩落进行处理;而且冒落空区主要由下部盲空区冒落所致,目前形成空区的活动特性表明下部仍存在未被冒落散体充填的盲空区存在,如果采用废石充填,充填料会随底部盲空区冒落而陷落,不能消除空区对周边围岩的危害,因此,不适合采用废石充填治理方案。空区底部未知盲空区的存在,需要使冒落充填废石形成具有一定强度和粘结力

23、的充填体,同时地下开采为充填开采,矿山具有完备的充填系统,考虑空区规模大的特征,提出在空区围岩冒落危害防护系统的基础上进行分段尾砂胶结充填的空区安全治理方案,切实保障冒落空区安全治理及其周边矿体的安全开采。为研究充填料浆在冒落散体中的渗流特性及散体胶结后形成的充填体强度特性,设计合理的散体胶结充填体配比,开展了如图 5 所示的一系列冒落散体胶结充填实验。实验表明,当充填料浆为 68%时,料浆在冒落散体内具有较好的渗透性,并能粘结包裹散体(图 5(a)、图 5(b),在沿冒落散体高度方向上68%的料浆能够较好地下渗,在料浆灰砂比为 1 4 养护 28 d 条件下,形成胶结充填体的强度约 2 MP

24、a。为降低充填成本,便于充填施工,将空区充填过程图 5 充填料浆在冒落散体中的渗流特性及散体胶结充填体的强度特性实验Fig.5 Seepage characteristics of filling slurry and the strength characteristics of the granular cementation filling body划分为以下 4 个区段:空区底部固结区段、-210 m-270 m 水平空区充填段、-165 m-210 m 水平空区充填段和冒落空区顶部充填段,各区段顺序充填。冒落空区因下部民采空区连锁冒落至生产区域而形成,在空区底部形成了较厚的冒落散体堆

25、。充填管路应铺设到空区边壁,空区充填初期,空区口部的充填胶皮管道应尽可能贴近空区底部,对-270 m 水平以下空区底部散体层的固结充填;空区底部散体固结充填561 田 欣等:石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用 2023 年第 8 期完成后,进行-210 m-270 m 以下采空区充填,包括冒落空区及其北部连通的周边空区充填。此过程先充填冒落空区,充填到-210 m 水平之后,同步充填-224 m 水平北部周边空区。考虑-210 m 水平以下不在该矿采矿权范围内,该水平以下因无开拓和采准工程而不具备充填条件,故阶段一与阶段二的充填入口均设定在-210 m 水平(图 6(a)。周边空区充填

26、时,从-210 m 水平分别开掘与-224 m 空区的通口或利用前期已揭露点,可在空区投影线边缘的安全部位,打大直径斜孔,通过斜孔进行管路充填;-210 m 水平的冒落空区及其连通空区充填结束后,进行-210 m-165 m 空区充填。该阶段充填入口暂设置在-165 m 水平(图 6(b),在充填之前,在安全的部位封堵其下通口,保证充填料尽可能多地存于空区内,并使充填料溢流水快速溢出。具体选址待前两个阶段完成后,依据实际充填和冒落情况作出调整;为保障顶部矿量的回收和采空区不冒透地表,需进行冒落空区的顶部充填。冒落空区的顶部充填位置可初步选择在-135 m 分段水平围岩较为稳定区域(图 6(c)

27、,具体选址待前 3 个阶段完成后,依据实际充填和冒落情况作出调整。各分段充填对应的充填作业技术参数如表 1 所示。图 6 充填地点位置示意Fig.6 Schematic of filling location表 1 冒落空区分段充填料浆参数Table 1 Sublevel filling technical parameters in the caving goaf充填区域灰砂比料浆浓度/%充填体强度/MPa底部散体层固结充填14682-210 m-270 m 空区充填18681-210 m-165 m 空区充填18703冒落空区顶部充填112702.53 空区治理方案可行性数值模拟3.1 采

28、空区数值模型及模拟参数为进一步分析分段充填方案的可行性和充填效果,采用 3DEC 离散元15-16对石人沟铁矿冒落空区、8-2#和 9#穿空区进行数值建模,如图 7 所示。根据冒落空区的形成特点,将冒落空区内部以该矿 15 m 的分段高度划分为 8 段,围岩和充填体物理力学参数参照表 2 赋值。图 7 冒落空区的分层充填 3DEC 模型Fig.7 3DEC model of layered backfilling body of caving goaf由前述可知,周边空区中的 8-2#和 9#穿空区与冒落空区相邻,对空区围岩冒落影响较大,模拟充填661总第 566 期 金 属 矿 山 2023

29、 年第 8 期表 2 岩体物理力学参数Table 2 Rock mass physical and mechanical parameters岩组类别块体密度/(kg/m3)抗拉强度/MPa 弹性模量/GPa泊松比体积模量/GPa 剪切模量/GPa 内摩擦角/()凝聚力/MPa上盘围岩2 7100.696.380.223.792.6145.162.44矿体3 5800.4811.940.216.864.9340.984.97下盘围岩2 7401.129.270.235.723.7755.083.75矿岩夹层2 8350.827.640.254.893.0847.213.19充填体2 4000.

30、572.190.271.590.8629.531.33老窿空区2 1000.211.360.321.250.5232.420.96条件下空区岩移活动时仅考虑这 2 个周边空区的开挖。8-2#和 9#穿空区位于-210 m 水平以下,且 9#穿空区与冒落空区贯穿于-224 m 水平,空区现场治理时需保障冒落空区充填高度达到-210 m 水平之后,再接续充填与其北侧相通的周边空区,由此确定如表3 所示的空区开挖、充填数值模拟方案。每一充填方案均是单独进行,利用图 7 中的三维离散元数值模型,在 3DEC 中达到初始力学平衡后开挖冒落空区,随即充填至表 3 中某一方案的目标水平,其后进行9#和8-2

31、#空区开挖,每一周边空区开挖均进行离散元数值收敛计算。表 3 空区充填数值模拟方案Table 3 Numerical simulation schemes for goaf backfilling区域充填方案一二三四五六七八九冒落空区开挖开挖开挖开挖开挖开挖开挖开挖开挖-165 m 空区充填-180 m 空区充填充填-195 m 空区充填充填充填-210 m 空区充填充填充填充填-225 m 空区充填充填充填充填充填-240 m 空区充填充填充填充填充填充填-255 m 空区充填充填充填充填充填充填充填-270 m 空区充填充填充填充填充填充填充填充填9#穿空区开挖开挖开挖开挖开挖开挖充填充填

32、充填8-2#穿空区开挖开挖开挖开挖开挖开挖充填充填充填3.2 数值模拟结果分析按表 3 所示空区充填数值模拟方案,可得冒落空区围岩沿矿体走向方向的冒落情况,如图 8 所示。图8(a)、图 8(b)显示,冒落空区充填至-270 m 水平与未充填时对应的围岩显著破坏区相同,表明空区充填前期,充填体与围岩接触面积较小,其提供的横向支撑力暂不能有效抑制空区岩移范围。空区逐步充填至-210 m 水平时(图 8(c)图 8(f),显著破坏区明显减小,主要表现在沿矿体走向方向的显著破坏区锐减,表明随着冒落空区下部逐步被充填,空区围岩显著破坏区越来越小,充填体可有效阻止空区北侧围岩冒落。当充填-210 m 以

33、上水平时,由图 8(g)图 8(i)可知,此时空区的显著破坏区主要集中在空区顶板,冒落空区基本不出现横向扩展。统计图 8 中 9 个方案对应的空区横向冒落范围如图 9 所示,由冒落范围变化趋势可知,当空区充填至-255 m 水平时,-165 m-210 m 水平空区冒落范围开始锐减;充填至-240 m 水平时,-210 m 水平空区冒落范围减幅最大,充填至-210 m 水平时,-195 m 和-210 m 水平空区不发生横向冒落,同时-165 m 和-180 m 水平空区围岩横向冒落范围较小,此时充填体可有效阻止空区北侧围岩冒落。由数值模拟可知,采空区的充填对于控制空区顶板的冒落和空区边界的扩

34、展具有重要抑制作用,充填条件下空区围岩横向冒落的阶段性变化对空区分段充填治理及周边矿体开采具有一定的指导作用,可将-210 m 水平作为充填临界水平,低于临界水平充填时,主要开采空区南侧矿体,北侧邻近矿体不宜开采;高于临界水平充填时,空区围岩冒落集中在空区顶板,若周边空区已实施充填,空区北侧邻近矿体可安全探采。4 现场实施效果石人沟铁矿于 2019 年 10 月确定并开始实施空区分段充填治理方案,截止 2020 年 9 月,充入料浆约761 田 欣等:石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用 2023 年第 8 期图 8 充填时冒落空区围岩冒落过程模拟Fig.8 Simulation of

35、the caving goaf caving process during filling图 9 充填条件下空区横向最大冒落范围Fig.9 Transverse maximum goaf caving range of under filling condition27 万 m3,在数量上达到了最初探测的空区体积,但从-210 m 水平观察,空区底板仍未见充填料,且空区仍处于冒落活动状态。这表明冒落空区下部还存在与之连通的其他盲空区,受限于石人沟铁矿开拓与采准现状,此类盲空区的分布范围与体积无法探测,只能在安全防护系统的保护下,继续在-210 m 水平进行充填。截至 2021 年 3 月,冒落

36、空区累计充填约 50万 m3料浆,而冒落空区体积仍有约 22 万 m3,表明充填料浆全部下渗,且冒落空区下部的盲空区体积较大。现场调查结果显示,-210 m 水平通口及-195 m水平 10-2#穿通口,均被冒落散体堆堵塞;-180 m 水平通口近期未见明显变化,-180 m 水平探测的全景影像结果(图 10)显示,冒落空区底板表层布满不同粒径碎石,未见明显的充填料痕迹,可见冒落空区内部充填料浆已全部向下渗透,冒落岩块较小主要以岩粉为主,表明空区充填后空区活跃程度明显得到改善,-180 m 水平以下空区的边界基本处于稳定状态,空区冒落活动主要为-165 m 水平之上的顶板冒落,且冒落主要为范围

37、较小的零星冒落。图 10 冒落空区底板影像Fig.10 Image of the caving goaf floor为进一步验证充填效果,将冒落空区-180 m-210 m 水平充填前后的截面进行对比,如图 11所示。充填前,-210 m 水平以上冒落空区形态呈现上窄 下宽的趋势(图11(a),经冒落散体胶结充填后,861总第 566 期 金 属 矿 山 2023 年第 8 期图 11 冒落空区各水平截面对比Fig.11 Comparison of horizontal sections of the caving goaf使得-210 m 水平冒落空区横截面积大幅度减小,且整个空区形态呈现上

38、宽下窄的趋势(图 11(b),表明冒落空区下部得到了有效治理。鉴于目前空区探测体积虽与最初空区体积相差不大,但空区边缘向外扩展和后续冒落活动基本得到有效控制,为进一步消除空区危害,应继续按照分段充填方案进行第三阶段的充填,在-165 m 水平合适位置设置充填点,将-210 m 水平采切废石作为充填料先行进行充填,及时封堵-165 m 水平以下与空区连通的通道,再进行充填料浆的充填,矿体的开采仍需在安全防护系统的基础上实施。5 结 论(1)石人沟铁矿冒落空区主要是由-210 m 水平以下多层位盲空区顶板冒透后持续向上冒落所致,探测结果表明,冒落空区围岩极不稳定,顶板和边界冒落活动非常剧烈,对目前

39、矿山安全生产具有较大的威胁。(2)考虑空区规模大、活动性强的特征,提出在空区围岩冒落危害防护系统的基础上进行分段尾砂胶结充填的空区安全治理方案。利用 3DEC 数值模拟采空区分段充填过程,结果表明采空区的充填对于控制空区顶板的冒落和空区边界的扩展具有重要抑制作用,可将-210 m 水平作为充填临界水平,低于临界水平充填时,主要开采空区南侧矿体,北侧邻近矿体不宜开采;高于临界水平充填时,空区围岩冒落集中在空区顶板,若周边空区已实施充填,空区北侧邻近矿体可安全探采。(3)截至 2021 年 3 月,冒落空区累计充填约 50万 m3料浆,冒落空区内部充填料浆已全部向下渗透,冒落岩块较小主要以岩粉为主

40、,表明空区充填后空区活跃程度明显得到改善,-180 m 水平以下空区的边界基本处于稳定状态,空区冒落活动主要为-165 m 水平之上的顶板冒落,且冒落主要为范围较小的零星冒落,空区边缘向外扩展和后续冒落活动基本得到有效控制,为进一步消除空区危害,应继续按照分段充填方案进行下一阶段的料浆充填。参 考 文 献1 叶海旺,龙贵川,王其洲,等.层状倾斜矿体矿柱稳定性特征及矿房参数优化J.金属矿山,2021(5):25-35.YE Haiwang,LONG Guichuan,WANG Qizhou,et al.Stability char-acteristics of the ore-pillars o

41、f layered inclined orebody and optimiza-tion of mine room parametersJ.Metal Mine,2021(5):25-35.2 康海东,刘爱卿,刘立明.近距离煤层房柱式采空区下巷道支护技术研究J.煤炭技术,2017,36(7):64-66.KANG Haidong,LIU Aiqing,LIU Liming.Study on roadway support-ing technology under room-and-pillar mined-out area of close-seamsJ.Coal Technology,201

42、7,36(7):64-66.3 曹建立,谭宝会,刘洋,等.多空区层状矿体诱导冒落机理及拉底方案优选J.东北大学学报(自然科学版),2020,41(1):119-24.CAO Jianli,TAN Baohui,LIU Yang,et al.Induced caving mecha-nism of multi-mined-out areas layered orebody and optimization of undercut schemesJ.Journal of Northeastern Universicty(Natural Science),2020,41(1):119-124.4 张

43、东杰,任凤玉,王健多.崩落法开采岩体冒落及岩移机理 J.采矿与岩层控制工程学报,2021,3(3):1-11.ZHANG Dongjie,REN Fengyu,WANG Jianduo.Rock mass caving and movement mechanisms of block caving miningJ.Journal of Mining and Strata Control Engineering,2021,3(3):1-11.5 何荣兴,付煜,任凤玉,等.弓长岭东南区塌陷坑后续开采岩移规律研究J.采矿与安全工程学报,2019,36(3):527-34.HE Rongxing,FU

44、 Yu,REN Fengyu,et al.Strata movement law of su-bsequent mining of collapse pit in southeast mining area of Go-ngchangling iron mineJ.Journal of Mining&Safety Engineering,2019,36(3):527-534.6 王震,任高峰,张聪瑞,等.采空区失稳过程中冲击气浪灾害的动力响应特性 J.煤矿安全,2019,50(6):45-49.WANG Zhen,REN Gaofeng,ZHANG Congrui,et al.Dynamic

45、re-sponse characteristics of shock air wave disaster in gob failure processJ.Safety in Coal Mines,2019,50(6):45-49.7 刘海林,张成舟,王星.低价值矿体复杂采空区群治理技术研究J.金属矿山,2016(8):134-137.LIU Hailin,ZHANG Chengzhou,WANG Xing.Treatment technology of complex goaf group with low-value ore-bodyJ.Metal Mine,2016(8):134-137.

46、8 任凤玉,李海英,任美霖,等.书记沟铁矿相邻空区诱导冒落技961 田 欣等:石人沟铁矿采空区分段充填治理方案研究与应用 2023 年第 8 期术研究J.中国矿业,2012,21(S):378-380.REN Fengyu,LI Haiying,REN Meilin,et al.Technique of induced caving on adjacent mined-out areas in Shujigou iron mineJ.China Mining Magazine,2012,21(S):378-380.9 贾海波,任凤玉,丁航行,等.某银多金属矿采空区综合治理方法J.金属矿山,20

47、18(2):41-45.JIA Haibo,REN Fengyu,DING Hangxing,et al.Comprehensive treatment of a mined-out area in Ag-ploymetallic depositJ.Metal Mine,2018(2):41-45.10 张社稷.祁雨沟金矿井下采空区治理方案研究J.矿业工程,2020,18(6):17-20.ZHANG Sheji.Study on treatment of scheme of underground mined-out area in Qiyugou Gold MineJ.Mining Eng

48、ineering,2020,18(6):17-20.11 曹建立,任凤玉,张东杰,等.某铁矿采空区治理技术研究J.中国矿业,2019,28(2):86-90.CAO Jianli,REN Fengyu,ZHANG Dongjie,et al.Study on the con-trol technology of goaf in a iron mineJ.China Mining Magazine,2019,28(2):86-90.12 任凤玉,翟会超,曹建立,等.排山楼金矿采空区充填技术研究J.中国矿业,2012,21(1):72-74.REN Fengyu,ZHAI Huichao,CAO

49、Jianli,et al.Study on technolo-gy of mined out are filling in Paishanlou Gold MineJ.China Mining Magazine,2012,21(1):72-74.13 翟会超.排山楼金矿活动空区安全治理技术研究D.沈阳:东北大学,2012.ZHAI Huichao.Study on Safe Treatment Technologies of Unstable Goaf in Paishanlou Gold MineD.Shenyang:Northeastern Univer-sity,2012.14 任凤玉,

50、刘洋,张东杰,等.萤石矿近主井采空区治理方法研究J.矿业研究与开发,2017,37(11):21-25.REN Fengyu,LIU Yang,ZHANG Dongjie,et al.Discussion on the treatment schemes of goaf closing to the main shaft in fluorite mineJ.Mining Research and Dvelopment,2017,37(11):21-25.15 任凤玉,张晶,何荣兴,等.复杂条件下不规则空区围岩冒落时空演化特征研究J.金属矿山,2022(3):28-34.REN Fengyu,Z

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 学术论文 > 论文指导/设计

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服