大红山铜矿胶结高矿柱强度设计及工程实践.pdfVIP

2014年第8期／第35卷 黄 金 GOLD 大红山铜矿胶结高矿柱强度设计及工程实践 王 俊 ，乔登攀 ，邓 涛。，程伟华 ，‘孙宏生 ，杨兴宏 (1．昆明理工大学国土资源工程学院；2．玉溪矿业有限公司大红山铜矿) 摘要：大红山铜矿胶结充填矿柱具有 “高、窄、长”的特点，并且矿柱充填体须服务相邻 2个矿 房的回采，暴露周期长，对充填体的稳定性、整体性和强度设计及充填实施提出了很高的要求。以 B88—92—3盘区为例，通过分析确定，经验类比法和模型法很难用于胶结充填体强度设计。应用 FLAC 软件建立该盘区数值模型，通过弹性方案计算确定胶结充填体发生剪切破坏的参数，在此 基础上利用弹塑性方案确定胶结充填体保持稳定的参数。工程实践表 明，充填体在 内聚力 0．8MPa、抗拉强度0．6MPa、内摩擦角31。和抗压强度2．78MPa条件下保持稳定。 关键词：高矿柱；胶结充填体；稳定性；强度设计；数值模拟 中图分类号：TD853．34 3 文章编号：1001—1277(2014)08—0041—06 文献标志码：A doi：10．11792／h 大直径深孔凿岩与爆破工艺参数、大空区全尾砂充填 0 概 述 技术、机械化出矿工艺等深入地试验研究，解决了许 玉溪矿业有限公司大红山铜矿 (下称 “大红山铜 多制约性技术难题，形成了 “高矿柱、大空场”的采场 矿”)是云南铜业 (集团)有限公司的主要原料基地之 结构，为矿山生产稳定提供了技术保障。’ 一 ， 是玉溪矿业有限公司的主力矿山，属国家 “八五” 但是，矿山部分高矿柱盘区，由于多层矿体合采， 重点建设项 目。矿山位于云南省玉溪市新平县戛洒 采场矿柱高达 70m，矿房跨度达 35m。由于部分矿 镇境内。大红 山铜矿一、二期工程分别于 1997年 柱矿石品位较高，留做永久矿柱则损失大。为此，大 7月和2003年6月建成投产，经过多年生产实践和努 红山铜矿开采设计中部分采取了“先采矿柱，后采矿 力，矿山采矿工程经技术改造总规模达到 1．5万t／d， 房”的方案，为降低充填成本，矿柱设计较窄，实行高 500万t／a。其生产能力居 目前已经投产的地下金属 强胶结充填，从而形成了矿柱 “高、窄、长”的特点，并 矿山第二位。 且矿柱充填体须服务相邻 2个矿房的回采，暴露周期 大红山铜矿属海底火山喷发沉积变质中厚缓倾 长，对充填体的稳定性、整体性和强度设计及充填实 斜高温矿床。矿体倾角 2O。～35。(局部地段大于 施提出了很高的要求。矿柱尺寸决定了充填体受力 35。)，构造及节理裂隙发育，呈层状 、似层状产出。大 特征，充填体暴露高度越高，所要求的充填体强度越 红山铜矿矿体呈缓倾斜—倾斜铜铁多层平行产出，共 高；采场长度越长，所要求的充填体强度越高；充填体 有3个含铁铜矿体 (I3、I2、I1)和4个含铜铁矿体 (Ic、 宽度越小，所要求的充填体强度越高。如大红山铜矿 Ib、Ia、Io)，自上而下分别为 Ic—I3一Ib—I2一Ia—I1 B88—92—3盘区中部设计的胶结矿柱长 30．9m、宽 一Io)。其中，I3、I2含铁铜矿体规模大，是主要的开 10m、高68．6m，底部为 “V”字形，是典型的 “高、窄、 采对象。矿体厚度薄一中厚一厚大，形态与倾角变化 长”胶结矿柱，如图1所示。 较大，矿体及围岩中等稳固，围岩层理发育。由于矿 如图1所示开采顺序，该矿柱胶结充填后，其东 体呈铜 一铁