不规则房柱法开采大规模采空区稳定性分析.pdfVIP

2016年第 1期 煤 炭 科 技 No．1 2016 COALSCIENCE ＆TECHNOLOGY MAGAZINE 文章编号：1008—3731(2016}01-0029—03 不规则房柱法开采大规模采空区稳定性分析 盛建红1， (1．长沙矿山研究院有 限责任公司，湖南 长沙 410012；2．金属矿 山安全技术 国家重点实验室 ，湖南 长沙 410012) 摘 要 ：通过矿山采空区和矿柱的分布特征现场调查和工程地质调查．采用不规则矿柱承栽的 平均应力计算矿柱安全系数，分析了矿柱的稳定性。并利用Mathews稳定性图解方法计算稳定 性系数 N和容许水力半径 HR，结合采空区顶板最大无支护跨度综合分析 了采空区的稳定性 ． 为存在采空区安全隐患的矿 山资源回收和运输通道的选择提供技术参考 关键词 ：栗空区；矿柱 ：安全 系数 ；稳定性 中图分类号 ：TD851 文献标识码 ：B 1 工程实例 面积统计情况如表2所列。 表 1采空 区分布状况 1．1 工程概述 花垣县锰 、铅锌资源丰富，2007年 由于全球有 色金属价格暴涨 。花垣县矿 山开采几近疯狂 ．铅锌矿 硐的数量达到了 1064个，全部采用斜坡道开拓，无 轨汽车运输 。自然通风，前进式房柱法开采 。由于过 去乱采滥挖及开采不规范等因素影响．井下已形成 分布广泛、超宽超高、大小不一的采空区，成为矿山 生产中的重大安全隐患。 花垣太丰矿山有限公司土地坪矿 区由尖山铅锌 表 2 矿柱及各矿柱承担 的岩柱面积统计情况表 矿为花垣县整合规划后合法矿权之一．采区面积为 0．4483km2。准采高程+720～+550m。由尖山铅锌 矿经过多年 的开采 ，目前主要形成+500m 中段 、十 610m中段 、+510m中段 、+650m 中段 、+630m中 段 、+640m中段共 6个较大采空区。现已形成坑道 长度约 11000In．采空区面积约240oom2。此次采 空区稳定性分析主要 以+630m 中段 TDP6—5采空 区为工程实例 1．2 采空区和矿柱分布情况 +630m 中段 TDP6—5采空区采高 6 9m．底 板标高+630m．地表标高约+655m．采空区面积为 8757m2．留设 l1根不规整矿柱支撑顶板 。采空区 采空区分布现状平面如图 1所示 ．矿柱分布现 分布状况如表 l所列。矿柱以及各矿柱承担的岩柱 状平面如图2所示 。 2016年第 1期 盛建红：不规则房柱法开采大规模采空区稳定性分析 31 采用 Mathews稳定性图解方法分析采空区顶板 度的计算 ．以及稳定性系数和稳定状况下的容许水 及 围岩 的稳定性 [7-8]．根据 Mathews稳定性系数 的 力半径对采空区顶板稳定性进行分析 ．采空区顶板 计算参数．按公式 N=QxAxBxC．以及稳定性系 跨度对于采空区顶板稳定性是主要的影响因数 。 数与水力半径的相关关系图．可得出稳定性系数 Ⅳ (3)采空区TDP6—5—6为较不稳定采空区。由 和稳定状况下的容许水力半径 HR．计算结果如表 7 于尚有采矿作业面 ．建议在顶板跨度超宽处加设人 所列 工假柱 ．所构筑人工矿柱的安全系数大于 1．5．并加 表 7 稳定性系数 N计算结果 固矿柱 1l。可作为临时作业面。 由尖 山铅锌矿矿体上覆岩层主要为灰岩 ．其岩 (4)采空区TDP6—5—4为崩落区，采空区 TDP6—5—5为较不稳定采空区．建议不得作为作业