不同巖石質(zhì)量等級(jí)下的不同進(jìn)路參數(shù)優(yōu)化選擇

趙書(shū)堯　王輝　王偉

摘要：三山島金礦新立礦區(qū)為濱海金屬礦床開(kāi)采，有些破碎地帶采用進(jìn)路法開(kāi)采，為了實(shí)現(xiàn)礦區(qū)礦體的安全高效開(kāi)采，應(yīng)該盡可能地采用進(jìn)路跨度較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行開(kāi)采。由計(jì)算結(jié)果知：Ⅱ級(jí)巖體下，最佳進(jìn)路寬為4.5m，高為4m；Ⅲ級(jí)巖體下，最佳進(jìn)路寬為3.5～4m，高為3m；Ⅳ級(jí)巖體下，最佳進(jìn)路寬為3m，高為3m。

關(guān)鍵詞：巖石質(zhì)量等級(jí)；進(jìn)路法；結(jié)構(gòu)參數(shù)；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）07-

三山島金礦新立礦區(qū)為濱海金屬礦床開(kāi)采，有些破碎地帶采用進(jìn)路法開(kāi)采，根據(jù)數(shù)值計(jì)算分析確定一步采場(chǎng)和二步采場(chǎng)回采后得最大主應(yīng)力規(guī)律，為了進(jìn)一步研究不同的巖石質(zhì)量等級(jí)下不同的進(jìn)路尺寸對(duì)采場(chǎng)穩(wěn)定性的影響，采用ANSYS軟件的強(qiáng)大三維模擬功能，對(duì)礦區(qū)進(jìn)路法進(jìn)行模擬。

1 數(shù)值計(jì)算模型的建立

根據(jù)礦山現(xiàn)有的開(kāi)采方案，針對(duì)不同的巖石質(zhì)量等級(jí)選擇不同的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算優(yōu)化，礦區(qū)礦體寬是60m，中段垂高是30m，礦體的平均厚度是70m，傾角是45°。取3～5倍計(jì)算范圍，有限元模型的寬是420m，垂高是210m，平均厚度是490m。采場(chǎng)埋深是-310m，計(jì)算模型見(jiàn)圖1：

2 數(shù)值計(jì)算應(yīng)力分析

在不同的巖石質(zhì)量等級(jí)下不同的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)礦區(qū)的第一主應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2至圖7。

在不同的巖石質(zhì)量等級(jí)下不同的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)采場(chǎng)頂板的第一主應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖8。可知，一步進(jìn)路開(kāi)采完后采場(chǎng)頂板的壓應(yīng)力比較平穩(wěn)。當(dāng)巖體等級(jí)為Ⅳ級(jí)時(shí)，在采場(chǎng)跨度不同的前提下，采場(chǎng)頂板的壓應(yīng)力比較不平穩(wěn)，且隨采場(chǎng)跨度的加大應(yīng)力增加。Ⅲ等級(jí)、Ⅳ等級(jí)巖體采場(chǎng)頂板的抗拉強(qiáng)度分別是4.99MPa、3.74MPa。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果知，為了實(shí)現(xiàn)三山島金礦新立礦區(qū)礦體的安全高效開(kāi)采，應(yīng)該盡可能在不同的巖體條件下選擇采用進(jìn)路跨度較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行開(kāi)采，因此，在Ⅱ級(jí)巖體下，進(jìn)路寬4.5m、高4m是最佳的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)；在Ⅲ級(jí)巖體下，進(jìn)路寬3.5～4m，高3m是最佳的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)；在Ⅳ級(jí)巖體下，進(jìn)路寬3m、高3m是最佳的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫玉科，倪會(huì)寵，姚寶魁.邊坡巖體穩(wěn)定性分析[M].北京：科學(xué)出版社，1988.

[2] 彭康，李夕兵.基于響應(yīng)面法的海下框架式采場(chǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分層充填法開(kāi)采中礦巖穩(wěn)定性分析[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（11）：3452-3457.

[4] 彭康，李夕兵.三山島金礦中段盤區(qū)間合理回采順序動(dòng)態(tài)模擬選擇[J].礦冶工程，2010，（6）：8-12.

[5] 孫玉科，姚寶魁.我國(guó)巖質(zhì)邊坡破壞的主要模式[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1983，2（1）：67-75.

[6] 鄭潁人，趙尚毅，時(shí)衛(wèi)民，等.邊坡穩(wěn)定分析的一些進(jìn)展[J].地下空間，2001，21（4）：262-271.

作者簡(jiǎn)介：趙書(shū)堯（1970-），男，山東萊州人，山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司三山島金礦助理工程師，工程碩士，研究方向：礦山工程設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）