落凼矿露井联采境界矿柱合理厚度研究赵怀军1,林逸晖2,蔡君1(1.凉山矿业股份有限公司,四川凉山彝族自治州615141;2.昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明650093)摘要:露天开采矿山转地下开采时存在境界矿柱厚度留设问题,以落凼矿为工程背景,运用工程类比分析法、卡特(Carter)比例顶柱评价方法以及MIDAS/GTS有限元分析法对于落凼矿露天转地下开采过渡期间境界矿柱留设厚度进行了研究,研究得出:在落凼矿东部露天采场开采期间,其境界矿柱厚度最低为20~25m。关键词:境界矿柱厚度;工程类比法;卡特(Carter)比例顶柱评价方法;数值模拟0引言随着现代工业的快速发展,人们对矿产资源的需求量也越来越大。每年采出的矿石中,约有2/3来自露天开采[1]。经过几十年持续高强度的开采,绝大多数露天矿山已经进入深凹露天开采阶段,大部分矿山正在或者已经转入露天和地下联合开采或者地下开采。为确保露天和地下同时生产作业的安全,需要在一定时间内在露采与地采间预留境界矿柱,而境界矿柱厚度的确定是露天转地下开采工程的重要研究问题之一。郭霆等[2]运用FLAC3D数值模拟软件确定了某地下开采的石膏矿境界矿柱的最小厚度应为37m。严振湘等[3]采用FLAC3D软件对于杏山铁矿中段水平保安矿柱留设厚度进行数值模拟研究,确定其留设厚度在20m时能够满足生产需求。卢萍等[4]根据某铜矿的采矿工艺、开采深度以及工程地质条件,采用理论计算和FLAC3D有限差分法数值软件对不同厚度的境界矿柱进行了模拟分析,确定20m是该矿山境界矿柱厚度的最优值,能够满足安全生产要求。熊立新等[5]基于突变理论分析方法,构建了采空区顶板境界矿柱力学模型,提出境界矿柱失稳的判据,计算了合理的境界矿柱安全厚度,并且运用数值模拟验证了计算结果的合理性。赖红源[6]通过数值模拟手段对紫金山金铜矿露天与地下开采模型进行分析研究,并通过拟合得到境界矿柱厚度与最大拉应力的关系曲线,确定了紫金山金铜矿露天地下联合开采的境界矿柱合理厚度。张钦礼等[7]运用ANSYS有限元分析软件对不同跨度和不同境界矿柱厚度进行数值模拟,结合理论计算结果,给出各个跨度下的安全隔离层厚度,以姑山铁矿为例,推荐其露天转地下开采的隔离层厚度为18m。王春华等[8]结合材料力学、结构力学及K.B鲁别涅依他公式的计算结果,运用Matlab软件对境界矿柱厚度及矿房跨度进行数据拟合,并且运用ANSYS及FLAC3D软件进行三维数值模拟及优化,结果表明,某石灰岩地下矿山当下分层矿房跨度为15m,间柱宽度为13m时,最佳境界矿柱厚度为12m。...
