冬瓜山铜矿采空区治理及稳定性研究
冬瓜山铜矿生产地质管理方案探讨
摘要：矿山生产地质管理为生产提供精确可靠旳地质资料，并且还能发现勘探遗漏旳矿体，扩大开发旳矿产储量。
基于矿山生产地质生产管理旳重要性，本文以冬瓜山铜矿为工程背景，分析了该矿生产地质管理所面临旳重要难题，并对冬瓜山矿生产地质管理方案提出了提议。
关键词：矿山生产地质管理方案0 引言矿山生产地质是为矿山生产服务旳，其根据目旳就是保证矿山生产（采掘和开拓可以安全有效地进行）。
但我们决不能简朴地将矿山生产地质理解为应付矿山生产，从矿山旳持续开发方面来分析，矿山生产地质旳职能至少应当包括两个方面：第一，为矿山地质生产提供精确可靠旳地质资料，包括三级矿量旳管理；第二，发现此前勘探遗漏旳矿体，扩大可开发旳矿产储量。
这两项职能不仅在目旳上不一样样，在对工作者旳规定方面也有极大旳差异，前者规定规范、精确、细致，要按一定旳程序进行，不能随意想象发挥；后者规定也规定细致精确，但没有尤其规范去执行，虽然去套用某些成功旳经验，也不一定到达预期旳目旳，工作者必须在广阔扎实旳工作基础上富有创新精神。
1 矿山生产地质管理旳重要性从国内外旳矿山企业来看，尤其是那些在资源方面并不占独特优势旳矿山，能一直将效益稳定维持在一种比很好旳水平而不完全受市场旳影响，无不是在矿山地质生产管理方面做得比较突出旳矿山，如西部矿业旳锡铁山铅锌矿、湖南有色旳黄沙坪铅锌矿等。
矿山地质生产管理对矿山开发旳重要性表目前如下3个方面：1.1包括矿产品位和储量、矿体旳形态和变化性、矿体和围岩旳稳固性和水文地质条件等地质数据旳精确如否，对后续旳采矿工艺和选矿工艺有着至关重要旳影响。
假如所提供旳这些数据不精确，不仅会严重影响后续旳采矿和选矿效率，更减少采矿回采率和选矿回收率，增长矿石旳贫化率，大大提高矿产开发旳成本。
1.2矿山地质工作如不能及时地为矿山生产提供多种必要旳地质数据，不仅会制约生产计划旳进行，导致生产成本旳提高，更重要旳是还会影响到生产安全，尤其是对那些岩石稳固性差、水文地质条件复杂，甚到尚有老采空区旳矿山，矿山地质对安全负有非常重要旳责任。
冬瓜山铜矿开采技术
1.矿山简况冬瓜山矿床是目前国内发现的埋深最大的一个铜矿床。
矿床位于狮子山矿区，属安徽铜都铜业股份公司狮子山铜矿的深部矿体。
冬瓜山铜矿床共有铜、硫、铁矿体140多个，其中主矿体1个(编号为I)，其储量占总储量的98．8％。
主矿体赋存于泥盆系上统五通组顶界和石炭系中上统层位中，位于青山背斜深部的轴部及两翼，属层控矽卡岩型大型铜矿床。
主矿体水平投影走向长18l0 m，最大宽度882m，最小宽度204m，平均宽度500 m，最大厚度100.67 m，最小厚度l.13 m，平均厚度34m，矿体走向NE35°～40°，矿体两翼分别向北西、南东倾斜，倾角最大可达30°～40°；矿体沿走向向北东侧伏，侧伏角l0°左右。
矿体埋藏较深，赋存于-690~-1007 m之间。
矿体直接顶板主要为大理岩，矿体底板主要为粉砂岩和石英闪长岩。
矿体主要为含铜磁铁矿、含铜蛇纹石和含铜矽卡岩。
主矿体乎均含铜1.0l％，含硫19 .7％，含金O．29 g ／t。
矿山设计年生产能力300万t，选用的采矿方法为“阶段空场嗣后充填采矿法”2.矿床开采技术条件冬瓜山1#矿体是冬瓜山矿床的主矿体，其储量占总储量的98％。
主矿体位于青山背斜的轴部，赋存于石炭系黄龙——船山组层位中，受层位控制，呈似层状产出，产状与背斜形态吻合。
矿体中部厚大、沿两翼及走向向外逐渐变薄并尖灭。
矿体走向NE35°，倾向随围岩产状分别向北西、南东倾斜，倾角缓，倾角平均20°，最大可达30°～35°。
矿体沿走向向北东侧伏，侧伏角100°左右。
矿体埋藏较深，赋存于-682～-1 000m之间。
矿体所处地段地应力高，-910m原岩应力测试点最大=38.1MPa，大于20MPa，地应力系数K>0．2，属高应力区。
矿床分布范主应力δ1围广，水平走向长度1810m，最大宽度882m，最小宽度204m。
冬瓜山铜矿床1000m深井开采技术问题的思考
ISSN1671-2900 CN43-1347/TD 采矿技术 第4卷 第3期MiningTechnolo gy,Vol.4,No.3 2004年9月Sep.2004冬瓜山铜矿床1000m深井开采技术问题的思考胡国斌1,袁世伦2,杨承祥1 (1.铜都铜业狮子山铜矿, 安徽铜陵市 244000;2.铜陵有色金属(集团)公司技术中心, 安徽铜陵市 244000) 摘 要:针对冬瓜山铜矿床开采需要解决的技术问题以及前期开展的一些研究工作,在矿井热害防治、深井地压管理、采矿方法以及深井涌水等方面提出了建议和解决措施。
关键词:冬瓜山;铜矿床;深井开采;开采技术1 冬瓜山矿床简况 冬瓜山矿床位于狮子山矿区,属安徽铜都铜业股份公司狮子山铜矿的深部矿体。
冬瓜山铜矿床共有铜、硫、铁矿体140多个,其中主矿体1个(编号为Ⅰ),其储量占总储量的98.8%。
主矿体赋存于泥盆系上统五通组顶界和石炭系中上统层位中,位于青山背斜深部的轴部及两翼,属层控矽卡岩型大型铜矿床。
主矿体水平投影走向长1810m,最大宽度882 m,最小宽度204m,平均宽度500m,最大厚度100.67m,最小厚度1.13m,平均厚度34m,矿体走向NE35°～40°,矿体两翼分别向北西、南东倾斜,倾角最大可达30°～40°;矿体沿走向向北东侧伏,侧伏角10°左右。
矿体埋藏较深,赋存于-690～-1007m之间。
矿体直接顶板主要为大理岩,矿体底板主要为粉砂岩和石英闪长岩。
矿体主要为含铜磁铁矿、含铜蛇纹石和含铜矽卡岩。
主矿体平均含铜1.01%,含硫19.7%,含金0.29g/t。
矿山设计年生产能力300万t,选用的采矿方法为“阶段空场嗣后充填采矿法”2 冬瓜山矿床深井开采的技术问题 冬瓜山矿床是目前国内发现的埋深最大的一个铜矿床。
该矿床埋藏深、含硫高、规模大,开采时许多技术问题需要解决,且有些问题的解决目前国内尚无成熟的经验可供借鉴。
冬瓜山铜矿隔离矿柱开采方法及稳定性分析_汪洪涛
Series No.441 March2013金属矿山METAL MINE总第441期2013年第3期汪洪涛（1965—），男，工程师，244000安徽省铜陵市狮子山。
冬瓜山铜矿隔离矿柱开采方法及稳定性分析汪洪涛隋少飞(铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿)摘要叙述了冬瓜山铜矿采用大直径深孔嗣后充填开采法进行多个采场同时开采，嗣后一次全尾胶结填充采空区的做法；同时通过数值计算软件模拟3种采场结构参数，分析采场的稳定性。
计算结果表明：当采场长度越长，采场宽度越大时，围岩里面的最大主应力越大；当采场宽是14m，长是28m，永久矿柱厚度是4m时，采场塑性区范围最小；此组参数被定为隔离矿柱的最终采场结构参数，实现了隔离矿柱的安全高效开采。
关键词数值模拟隔离矿柱开采方法稳定性分析采场结构参数Mining Method and Stability Analysis of Barrier Pillar of Dongguashan Copper MineWang Hongtao Sui Shaofei(Dongguashan Copper Mine，Tongling Nonferrous Metal group Co.Ltd.)Abstract In Dongguashan copper mine，the large diameter deep hole mining method with subsequent backfilling is a-dopted，and many stopes are working at the same time，and gob is filled with the full tailings cementing once.Then，the nu-merical calculation software is used to simulate the three kinds of stope structural parameters to analyze the stope stability. The calculation results show that the longer the stope length and width are，the larger the maximum principal stress inside the surrounding rock is.When the stope width is14m，the length is28m，and permanent pillar thickness is4m，the stope plastic area is minimum，which is determined as the final stope structural parameter of the barrier pillar to realize its safe and efficient mining.Keywords Numerical simulation，Barrier pillar，Mining method，Stability analysis，Stope structural parameter冬瓜山铜矿是我国深井开采的代表矿山之一，矿区矿体厚大且围岩稳固，开采过程中出现岩爆等现象。
冬瓜山铜矿盘区风流调控技术的研究与应用
主 要 开 拓 中段 有 一 ７ 一 ３ 一７０ｍ、 ９ 一８０ｍ ６０ｍ、 ７ ０ｍ、 ６ 一７０ｍ、 ５
先采矿房 ， 回采结束后用胶结充填 ， 再采矿柱 ， 回采结束后用
尾 砂 充 填 。根 据 上 述 情 况 ， 瓜 山盘 区通 风 有 如下 特 点 ： 冬 （） 区 需 风 量 大 。冬 瓜 山 年 产 量 ３０万 ｔ必 须 采 用 强 １盘 ０ ， 采 、 出、 充的“ 强” 强 强 三 生产 方式 ， 此 同 时作 业 的采 场 和掘 因
吴 江
（ 陵有 色 冬 瓜 山 铜矿 铜 安 徽 铜 陵 ２４ ３ ） ４０１
摘
要
为 了 有效 地 解 决 冬 瓜 山铜 矿 盘 区 通 风 困难 的 问 题 ， 分 析 了 冬 瓜 山 铜 矿 盘 区通 风 特 点 的 基 础 上 ． 出 了 以 无 在 提
风 墙 辅扇 为 主 的 盘 区 风 流 调控 技 术 ， 将 该 技 术应 用 于实 践 ， 并 取得 了满 意 的效 果 ， 明该 方 法 具 有 较 好 的 推广 应 用 价 值 。 表 关键 词 冬 瓜 山 铜 矿 盘 区通 风 调 控 技 术
２４ ８ 矿体 厚 度 ３ ５ 。 ０ —８２ｍ， Ｏ一 ０ｍ
冬瓜 山铜 矿 采 用 竖井 加斜 坡 道 的开 拓 方 式 ， 中 深 部 的 其
体走向 ， 其中尾砂充填采场长度 为 ７ 胶结 充填采场长度 ８ｍ，
为 ８ 宽 度 均 １ 设 计 采 用 “ 一 采 一 ” 回采 顺 序 ， ２ｍ， ８ｍ， 隔 的 即
（ ｏｇｕｓａ ｏ ｅ ｎ ， ， Ｄ ｎｇ ａｈｎＣｐ ｒ ｅ ｐ Ｍｉ
Ｎ ｎｅｏｓＭ ｔｓＧｏｐ Ｔｎｌｇ，Ａ ｈｉ ４０ １ ｏ ｒ ｕ ｅ ｌ ｒｕ ｏｇｉ ｆｒ ａ ｎ ｎ ｕ ２４ ３ ）
冬瓜山铜矿桦树坡矿段一580m以上矿体开采方案探讨
｛ 如
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图 １ 回采方案
１ 一运输巷道 ２ －沿脉巷道 ３１一通风人行井 ４ ，１ 一凿 石酮室 ５ 一电耙道 ６ 一受矿漏斗 ７ 一中段回风巷
矿体的安全开采。
１ 开采技术条件
桦树 前回 矿体为栖霞组的Ｑ 一 坡矿段目 采的 Ｉ１
主矿体及Ｑ 一 ，Ｉ １Ｇ， Ｉ Ｉ ２Ｇ 一 ，Ｉ 次要矿体， Ｇ 这些矿体 为含铜矽卡岩矿体， 呈透镜 一 似层状， 似层状或薄层 状产出。主矿体Ｑ 一 呈透镜状 一 Ｉ１ 似层状， 走向北 东 １“ ５０倾向南东， ５ 一 ０， 倾角在 ２“ ５０最小为 ５ 一 ０， １“ ２０最大为３。 ５０ ５ 一５， ０ 一０。该矿体长５０ 斜深 ２ｍ ， １ 一２ ｍ， ３ ３０ 赋存标高一 ９ －一 ７ ｍ ０ ３９ ６８ 。矿体内部 构造简单， 夹石极少。主矿体顶板为矽卡岩、 大理岩 硅质岩夹矽卡岩， 局部为石英闪长岩； 底板以大理岩
区治理方面取得了国内外技术领先的成果。 （） ４ 冬瓜山矿区采用大直径深孔阶段空场嗣后 ‘ 充填采矿法， 并建设相应的全尾矿充填设施和充填 系统。因此， 大团山 一 ８ ｍ 中段采用嗣后充填空 ５０ 场采矿法在充填方面是有保证的， 技术上是可行的。 （）由于一 ８ ｍ中段的矿石品位高， ５０ ５ 同时， 为 了满足老区的产能要求， 相应的要求该矿段生产能
上南大部分矿体厚度小于６ ， ｍ倾角较缓， 采用浅孔
空场法回 采场长５ ｍ 宽８ １ ｍ 高为矿体厚 采， ０ ， 一 ０ ， 度， 相邻采场留２ ４ｍ条形矿柱。因此， 一 该矿段 一
冬瓜山铜矿二步骤采场回采方案的研究
・
２ ６・ １
价值工 程
冬 瓜 山铜 矿 二步 骤 采 场 回采方 案 的研 究
Ｓｔ ｙ ｏｎ Ｅｘｔ ａ ｔｎｇ Ｓｃ ｍ ｅ ｏ ｕｄ ｒ ｃ ｉ ｈｅ ｆＴｗｏ Ｓｔ ｐ Ｓ ｏ ｎ Ｄｏ ｅ ｔ ｐｅ ｉ ｎｇｇ ｕａｓ ａ Ｃｏ ｅ ｉ ｈ ｎ ｐｐ ｒ Ｍ ｎｅ
摘要 ： 冬瓜 山铜 矿 经过五 年的 不断开 采 ， 目前 ５ 线 ～４线 、４线～ ６ 盘 区的一 步骤 采 场 ， ２ ５ ５ ５线 大部分 已经回 采并 充填 结束 。为 了保持 矿 山生产 的衔 接和 均衡性 ， 现在 开始 进入二 步骤 采场 回采 阶段 。本文 结合冬瓜 山的开 采技术 条件 和二 步骤 采场 回采条件 及 采准 工程布 置和 凿岩 、 爆破 等 方 面对 二 步骤 采场 回采 方案进 行 了研 究 ， 收到 了良好 的技 术经 济和安 全效 果 。
冬瓜山铜矿床构造控矿分析及探矿实例
冬瓜山铜矿床构造控矿分析及探矿实例本文对冬瓜山铜矿床的主要成矿控制因素进行了分析，着重分析了地质构造对矿体的控制作用，得出矿体的产出大部分严格受层间滑脱构造控制的结论。
根据实际探矿效果，对60线以北详查地段利用坑内钻探矿提出建议。
标签：冬瓜山铜矿控矿因素构造坑内钻探矿0引言冬瓜山铜矿床位于扬子准地台东北部下扬子台坳繁昌～贵池断褶束带中部，顺安～大通复向斜次一级褶皱青山背斜的北东段。
矿区地块处于不同构造体系的复合部位，由于多期次构造运动，使得区内长江两岸古生代与新生代的地层产生了一系列浅状褶皱和断裂带。
西北侧为位于长江北岸，北东向展布的下扬子断裂带；北部为东西向展布的铜陵～南陵隐伏深断裂；南侧为木镇～南陵断陷盆地。
区内出露地层有下、中三叠统，深部经工程揭露可见了上泥盆统～上二叠统。
冬瓜山矿床为一大型矿床，金属量93.7万t，平均品位1.01％，平均含硫为20.11％，平均含金0.33g/t目前，该矿床南段48线～58线已进入全面回采阶段，58～60线也控制到B级，控制网度为50×50米。
冬瓜山铜矿床成矿控制因素分析如下：1沉积地层对铜矿化的控制作用冬瓜山铜矿床主要赋矿层位C2+3对成矿控制作用主要有：存在原始沉积层、有易被交代成矿的岩性和有利的岩性组合等三个方面。
原始沉积层主要是中石炭纪沉积初期沉积的黄龙组下部白云岩段中所夹的1～3层胶状黄铁矿层。
胶状黄铁矿具草莓状、团状结构，与白云岩相间组成层纹状构造。
造岩矿物Q型聚类分析，胶状黄铁矿与同钻孔中的白云岩共群，也与远离岩体不含矿地层中的白云岩共群，其相关系数达到90％。
表明胶状黄铁矿与白云岩为同时沉积。
矿床内见有被交代残留的层纹状胶状黄铁矿，并出现硬石膏及少量菱铁矿，胶状黄铁矿是硫铁矿的矿坯层。
对铜矿体而言，则起到重要的沉淀剂或催化剂作用，促使岩浆后期的含铜热液交代而形成重要的铜矿体。
碳酸盐岩是有利的成矿围岩，本矿区内白云岩、硬石膏层等蒸发岩比碳酸盐岩更为有利。
冬瓜山铜矿采场结构参数的优化_顾秀华
15m 、18m 时 , 主要参数汇总于表 1 。 由表 1 可以看出 , 采场宽度为 12m 时 , 第三步回采
后矿柱所承受的拉应力较大 , 由岩样的抗拉 试验得到的岩石抗拉强度为 9 .12MPa , 而岩
体的抗拉强度要比岩石的低得多 , 因此当采
(2)扇形中深孔阶段空场嗣后充填采矿 法。
2 分析方法
2 .1 采矿工艺过程力学计算原理 采矿工艺过程的力学计算必须反映出
地壳本身存在着应力 , 矿石开采是分次分步 开挖的事实 。 不同的工艺方法和工艺顺序 (开挖步骤), 具有不同的增载 —卸载历史和 路径 , 从而形成了不同的应力 —变形历史和 过程 。 这就是说 , 整个系统最终的应力 —变 形状态 , 取决于中间的开挖顺序及其增载一 卸载历史 。
第三步回采后, 矿柱
拉应力区
4 个单元 4 个单元 4 个单元
第二步回采后 , 矿柱最大拉应力(MPa)
3 .6
5 .58
1 .76
第三步回采后 , 矿柱最大拉应力(MPa)
10 .43
12 .94
8 .1
采场周边塑性区
较小
稍大
稍大
采场周边拉应力区
相同
相同
大
采场周边最大 拉应力(MPa)
1.57
2 .09
图 1 采场结构参数及开采顺序示意图
图中数字为开 挖步 数 , 即 1 为第 一步开 挖的 采场 , 2 为第二步开挖 的采场 , 依此类 推 。 括号 中的 开挖 顺序为 3 .4 节及 3 .5 节补充计算时采用的开挖顺序 。
3 计算结果
3 .1 采 场长为 75m , 采 场宽 分别 为 12m 、 15m 、18m
冬瓜山矿床深部开采岩层控制的措施
于生产组织 ， 确定沿矿体走向划分盘 区， 相邻盘 区间
留有隔离矿柱。盘区内采场按照隔一采一的顺序 ， 分矿房 、 矿柱两步骤回采。 （） ２ 工程位置确定。岩爆和地压研究结果认为 ，
序， 先回采盘区中厚矿体大采场 ， 回采小采场 。 后 （） ３ 同一采场 回采 。由中间向两侧推进 ， 当局部 采场不完整、 长度较短时可由一端向另一端推进。
３ 岩 层控 制措 施
冬瓜山矿床是一个埋深超过 １ ０ｍ、 ０ 矿石储量 ０
近１ ｔ设计年产铜矿石 ３０万 ｔ 亿 、 ３ 的特大型地 下矽 卡岩型铜矿床 ， 矿床赋存于青 山背斜轴部的石 炭系 黄龙组至船山组层位 中， 呈似层状产出， 产状与围岩
一
致， 与背斜形态相吻合。矿体走 向 Ｎ 。 ４ 。 Ｅ３ － ０ ， ５
冬瓜 山矿床深部开采岩层控制 的措施
孟稳权
（ 冬瓜 山铜 矿 ）
摘
要： 冬瓜 山铜矿是 目前 国内深井开采中矿体埋藏最深的深井矿 山。文 中结合冬瓜 山矿床
开采技术条件 ， 简要论述了冬瓜山矿床深部开采岩层控制的措施 。
关键 词 ： 深部 开采 ； 岩层 控制 ； 途径
中图分类号 ： Ｄ ２ ． Ｔ ３５ ３ １ 矿床开采技术条件
性和岩爆发生 的应 力条件分析 ， 以及冬瓜山基建期 发生多起岩爆的实际情况推断 ， 冬瓜山矿床在深部 开采中将受到岩爆威胁。矿体底部的含铜蛇纹石强 度较低 ， 且遇水膨胀 ， 容易氧化， 整体稳定性较差。 因而 ， 解决好冬瓜 山矿床深部开采 中的岩层控制问 题， 对实现冬瓜山矿床安全 、 高效 、 高强度 和低成本 开采 ， 具有极其重要的作用。
作用的结果是 ： 开拓和采准巷道随开采深度增加 ， 其 破坏的现象加剧 ； 各类矿柱随开采深度增加 ， 失稳现
冬瓜山铜矿阶段空场嗣后充填采矿法的底部结构选择及优化_孟稳权
图 2 底部结构方案 2 Fig.2 Seco nd scheme of bo ttom tex ture
1 矿床开采技术条件
冬瓜山矿床位于安徽省铜陵市狮子山矿区 , 赋 存于铜陵有色金属(集团)公司的主要矿山 ———原狮 子山铜矿的深部 , 矿石储量近 1 亿 t , 是一个设计年 产铜矿石 330 万 t 的特大型矽卡岩型铜矿床 。 占总 储量 98.8 %的 1#主矿体位于青山背斜的轴部 , 赋 存于石炭系黄龙组至船山组层位中 , 呈似层状产出 。 矿体产状与围岩一致 , 与背斜形态相吻合 。 矿体走 向 N E35°～ 40°;矿体两翼分别向北西 、南东倾斜 , 中 部倾角较缓 , 而西北及 东南边部较陡 , 最大倾 角达
ABSTRACT :In the light of mi ning conditions and selected mining method , comparison betw een two bot tom textures , plane and t rench bot toms , is carried out and selection and optimization of the trench bott om are made.I t is indicated that t he t rench bott om w ith long and broken-line access drift s and fo r two co-side stopes is suit able for mining the orebodies in Dongguashan M ine.T he selected bo ttom tex ture has a lo t of obvious advantages , thus ensuring t he saf et y and low cost in hig h-eff icient mining. KEY WORDS :M ining method ;Open stoping ;Delayed filling ;Bot tom text ure
冬瓜山深埋铜矿床开采技术的研究
对深井开采影响较严重的深井地压监测预报和热害 的控 制技 术 ， 以满 足 我 国越 来 越 多 的深 部 金 属 矿床
开采 的需要
பைடு நூலகம்
铜陵有色金属 （ 集团） 公司冬瓜 山铜矿， 矿体 赋
投 影宽 ２４ｍ～ ８２ｍ， 大厚 度 １６． 最 小厚 ０ ８ 最 ０ ７ｍ， 度 １１ 平均 厚度 ３ 总储 量 １ ８ ． ．３ｍ， ２ｍ， ０８４ ５万 ｔ铜 ，
ｅ ｖ ｍ ｅ ｔ ｏ ｕ ｉ ａ ｓｄ ｂ ｈ ｕｆｃ ｅ ｓ ｉｎｏ ａ ｉｇ ） ｓｔ ｃ ｉ ｅｔ ｅｇ ａ ｏ ｏ ｄｓ ａｇ ｆｔ ｌ ｇ ｎ ｉ ￣ｎ ｌ ｔ ｎ ｃｕｅ ｖｔ ｓｒ ｅｄ ｐ ｉ ｏ ｒｉ ｓ ａ ａ ｈ ｖ ｈ ｏ ｔ ｎ ｎ ｉ ｈ ｅｏ ａｉ ｓ ｎ ｍｒ ｐ ｌ ｏ ｅ ａ ｏ ｔ ｆ ｌ ｎ ｏ ｅ ｆ ｃｒ ｉｎ ｉ
ｍｉｅｄ ｖ ｌｐ ｎ ． ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｋｅ￣ｏ ｄ Ｄ ｅ ｙｎ ｏ ｆ ｄ ｐ ｓｔ Ｍｉｉｇｎｅｈｘ， ｃ ｕ ． ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｎ， ｕ 【ａｌ ｇ ｔｎ ）ｖｒ ｓ ｅ ｌ ｉｇｃ ｐ￣ ｅ ｏｉ， ｎｎ ：ｔｓ］Ｒｏｋ ｂ ｍｔＤｅｐｍｉｅｖ ｎｉ ｏ Ｆ ｌ ｔｉｎ ｓｆｔ ｇ Ｍ Ｎｆ ｌ ｉｌ
ｍ ｅｈｖ ｆｔ ｅｅ ｒｈｏ ｈ ｅｐｍｉｉｇｏ ｔ ｌ ｏ ｈ ｒｓａ ｃ ｆｔ ｄ ｅ ｎｎ ｆｎｍｇ 越ｈ ｎ ｄ ｅ ｌｇ ｃ ｐ ｅ ｅｘ ， ｉｈ ｉｃ ｄｓ ｔ ｅｈ ｏｏ ｉｓ。 ｅ ｓ ｅ ｅ Ｉ ａ ｅ ｐｌ ｎ ｏ ｐ ｒｄ ｌｅ ｔｗｈｃ ｎ ｌ ｅ ｈ ｔｃ ｎ ｌｇｅ ｆ ｙ ｉ ｕ ｅ
使冬瓜山深埋铜矿床实现安全高效 的回采 ， 同时解决 矿山尾矿 地表堆放 对环境 污染 的同题 ， 终使矿 山开采 实现 最
冬瓜山矿床深井开采安全生产问题的探讨
中仍要慎重考虑确定采场结构参数、 采场回采顺序、 巷道和硐室支护措施及回采后空区充填工艺等问题。 $) ,’ 矿石自燃和炸药自爆问题 冬瓜山矿床属高硫多金属矿床， 含有少量胶状黄 铁矿， 当采场内高硫矿石存放时间过长且通风条件不 良的情况下， 矿石极可能发生氧化自燃， 造成矿石结 块， 引起火灾。同时， 因矿体埋藏深， 矿体所处层位的 原岩温度较高， 如矿石经过氧化， 在开采过程中存在 着炸药自爆的可能性。 $) -’ 深井开采涌水问题 冬瓜山矿区位于低山丘陵区， 地表主要水系有普 济河和洋河， 分别位于矿区的西部和东部， 距矿体约 !./， 长江位于矿区西北 $"./ 处。矿体全部位于当 地侵蚀基准面以下， 赋存在一宽缓背斜的轴部和翼 部， 矿区含水层主要有冲积砂砾石层、 碎屑岩类裂隙 含水层和灰岩、 大理岩岩溶裂隙含水层 ( 类。虽然矿 床在勘探期间进行了大量的水文地质工作， 但现有的 开拓工程多集中在火成岩或矿体中， 仍有相当多的钻 孔在钻进时深部有漏水或水位突变现象， 目前对这些 导水构造尚不十分清楚， 且矿区西部和北部存在大面 积的碳酸岩地层， 深部控制工程少， 对矿坑充水影响 程度也不能明确掌握。由于不可预测的岩石裂隙及 岩层移动， 深部开采系统中常有突然发生大量涌出压 力水的危险， 大量不受控制的水流可能会迅速涌入采 掘作业地点， 给正常作业生产带来危害。在冬瓜山矿 床开拓过程中， 主井在 0 122/ 和西风井 0 &2"/ 回风 道就出现较大涌水。 $) #’ 周边小矿点开采构成的安全问题 冬瓜山铜矿周边存在规模较小的零星小矿点， 这 些小矿点在平面上与冬瓜山矿床重叠或靠近， 垂直方
%" 冬瓜山矿床开采问题
冬瓜山铜矿是我国有色金属系统中开采深度最 大的大型机械化地下开采矿山之一， 矿床埋藏深、 含 硫高、 规模大， 开采过程中将涉及到一些影响安全生 产的问题需要解决， 而且有些问题的解决在国内尚无 成熟的经验可借鉴。 %6 %" 深井高硫矿床开采热害问题 冬瓜山 矿 床 中 含 硫 品 位 高， 硫平均品位达到 %*6 ’7 ， 将产生氧化热； 从地表至井下开采深度达千 余米， 地热增温、 空气自重压缩生热和矿山在生产过 程中井下的机电设备、 柴油设备运行放热是难避免 的。冬瓜山铜矿较大的放热源主要有： 原岩放热、 热 水放热、 机械放热、 氧化放热、 空气自重压缩生热及采 下的岩、 矿石放热， 其合计放热量可达到 %/ +##=>， 热害是十分明显的。在实际开采过程中也充分体现 到 热 害 现 象， 矿区开拓范围内地温变化范围在 )!? : +#? ， 主要采矿标高的地温变化范围也在 ))? : )/? 之间。热害问题将始终存在于矿山的基 建和生产中， 因而通风降温工作是安全生产需要解决 的重要技术课题。 %6 !" 深井采矿地压问题 地压管理是深井采矿过程中突出的问题， 岩爆是 深井采矿中地压显现的一种较为普遍的现象， 它直接 关系到采矿过程能否顺利实现安全生产。冬瓜山矿 体为高地应力矿体， 矿体和石英闪长岩的岩性坚脆，
铜矿地下采空区稳定性分析与处理
采矿工程M ining engineering 铜矿地下采空区稳定性分析与处理沈正通（云南金沙矿业股份有限公司，云南 昆明 ６５４１００）摘 要：随着铜矿的开采应用日益频繁，铜矿地下采空区坍塌、陷落等问题严重影响着铜矿开采活动和人们的生产生活。
在此对铜矿的基本地质环境、采空区稳定性等，地表矿区活动影响等因素实际探究后，对地下采空区采用理论和数据模拟的方式进行了分析和运算，并通过对比采空区稳定性的相关系数进行综合性分析。
分析结果得出铜矿地下采空区的稳定性与自身体积、形态、岩石特性和地表人为开采活动均有直接关联，并结合实际应用提出有关的处理方式，并取得了很好的效果。
关键词：铜矿；数据模拟；采空区稳定性；处理方式中图分类号：Ｆ２７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）０５－００７５－２Stability analysis and treatment of underground goaf in copper mineSHEN Zheng-tong（Ｙｕｎｎａｎ Ｊｉｎｓｈａ Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５４１００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｆｒｅｑｕｅｎｔ ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅｓ， ｔｈｅ ｃｏｌｌａｐｓｅ ａｎｄ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｇｏａｆ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅｓ ａｎｄ ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｆｅ． Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅ， ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｏａｆ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｄａｔａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｇｏａｆ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｏａｆ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅｄ ｏｕｔ ａｒｅａ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ．Keywords: ｃｏｐｐｅｒ ｍｉｎｅ； ｄａｔａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ； ｇｏａｆ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｏｄｅ随着现代工业的发展金属铜矿的应用越来越广泛，铜矿的开采活动也随之增多[1]。
冬瓜山铜矿采空区分布特征及充填治理方案设计
ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＦｉｌｌｉｎｇＴｒｅａｔｍｅｎｔＳｃｈｅｍｅＤｅｓｉｇｎｏｆ ｔｈｅＧｏａｆｏｆＤｏｎｇｇｕａｓｈａｎＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅ
摘 要 冬瓜山铜矿早期开采多采用阶段矿房法和浅孔留矿法，遗留了大量老采空区；该矿新 区采用阶段空场嗣后充填采矿法生产，基本处于采充平衡状态，不存在采空区。结合现场勘查成 果，详细分析了东、西狮子山矿段，大团山矿段，老鸦岭矿段，桦树坡矿段以及冬瓜山矿段的生产现 状及采空区分布特征。在此基础上，结合矿山现有的充填系统，设计了采空区充填方案。研究表 明：大团山矿段和桦树坡矿段宜采用灰砂比 １∶６尾砂胶结充填和灰砂比 １∶１５尾砂微胶充填法进行 采空区治理，老鸦岭矿段可全部采用灰砂比 １∶１５尾砂微胶充填采空区，冬瓜山铜矿新区宜采用灰 砂比 １∶６尾砂胶结充填和 １∶１５尾砂微胶充填采空区，也可与矸石充填法相结合对采空区进行治 理。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｔａｇｅｃｈａｍｂｅｒｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｈａｌｌｏｗｈｏｌｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅ ｅａｒｌｙｓｔａｇｅｏｆＤｏｎｇｇｕａｓｈａｎＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｇｏａｆｓａｒｅｒｅｍａｉｎｅｄ；ｔｈｅｓｕｂｌｅｖｅｌｏｐｅｎｓｔｏｐｅｆｉｌｌ ｉｎｇｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｎｅｗｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＤｏｎｇｇｕａｓｈａｎＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅ，ｔｈｅｇｏａｌｏｆｅｑｕｉｌｉｂｒｉ ｕｍ ｂｅｔｗｅｅｎｍｉｎｉｎｇａｎｄｆｉｌｌｉｎｇｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｇｏａｆｉｓｎｏｔｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅｎｅｗｍｉｎｉｎｇａｒｅａ．Ｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄｇｏａｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＥａｓｔＳｈｉｚｉｓ ｈａｎａｎｄＷｅｓｔＳｈｉｚｉｓｈａｎｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ，Ｄａｔｕａｎｓｈａｎｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ，Ｌａｏｙａｌｉｎｇｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ，Ｈｕａｓｈｕｐｏｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄＤｏｎｇｇｕａｓｈａｎｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｏｖｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｃｏｍｂｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇ ｆｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｍｉｎｅ，ｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｆｉｌｌｉｎｇｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｇｏａｆｓｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅａｂｏｖｅｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｄｅ ｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔａｉｌｉｎｇｓｃｅｍｅｎｔｅｄｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ（ｃｅｍｅｎｔｓａｎｄｒａｔｉｏｉｓ１∶６）ａｎｄｔａｉｌ ｉｎｇｓｍｉｃｒｏｇｅｌｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ（ｃｅｍｅｎｔｓａｎｄｒａｔｉｏｉｓ１∶１５）ｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｇｏａｆｓｉｎＤａｔｕａｎｓ ｈａｎｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎａｎｄＨｕａｓｈｕｐｏｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ；ｔｈｅｇｏａｆｓｉｎＬａｏｙａｌｉｎｇｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｔｒｅａｔｅｄｂｙｏｎｌｙｕｓｉｎｇ ｔａｉｌｉｎｇｓｍｉｃｒｏｇｅｌｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ（ｃｅｍｅｎｔｓａｎｄｒａｔｉｏｉｓ１∶１５）；ａｎｄｔａｉｌｉｎｇｓｃｅｍｅｎｔｅｄｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ（ｃｅ ｍｅｎｔｓａｎｄｒａｔｉｏｉｓ１∶６），ｔａｉｌｉｎｇｓｍｉｃｒｏｇｅｌｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ（ｃｅｍｅｎｔｓａｎｄｒａｔｉｏｉｓ１∶１５）ａｎｄｇａｎｇｕｅｆｉｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｇｏａｆｓｉｎＤｏｎｇｇｕａｓｈａｎｏｒｅｓｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｇｏａｆ，Ｓｔａｇｅｃｈａｍｂｅｒｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，Ｓｈａｌｌｏｗｈｏｌｅｓｈｒｉｎｋａｇｅｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，Ｆｉｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，Ｃｅｍｅｎｔｅｄｆｉｌｌｉｎｇ
影响冬瓜山铜矿充填质量的因素探讨
影响冬瓜山铜矿充填质量的因素探讨王发芝,朱应胜,惠林(铜陵公司冬瓜山铜矿,安徽铜陵市244000)摘要:冬瓜山铜矿为生产能力1万t/d的大型深部开采铜矿,其开采过程中存在地压大、岩温高、有岩爆倾向等问题,采场充填质量直接影响矿山经济效益。
着重分析了充填材料性质、充填材料制备及采场充填工艺对充填质量的影响,相应地提出了保证充填体质量的建议。
关键词:采场充填;充填材料;充填质量;充填系统冬瓜山铜矿床为沉积-改造、迭加层控制矽卡岩型多金属矿床。
矿体和围岩都比较稳固,原岩应力场的最大主应力方向大致与走向一致,近似水平,其量值在30~38M Pa之间,属高应力区。
顶板矽卡岩和底板的粉砂岩、石英闪长岩具有岩爆倾向,矿床所处层位的原岩温度为30e~39.8e,且矿体中含有部分胶状黄铁矿,有氧化发火的可能。
采场沿矿体走向布置,采用隔一采一或隔二采一的回采顺序,矿房采场嗣后全尾砂胶结充填,矿柱采场嗣后全尾砂充填。
矿房采场长82m,宽18m;矿柱采场长78m,宽18m,高度为矿体厚度。
采场采用堑沟底部结构形式,出矿采用铲运机通过出矿进路。
1充填材料的影响充填材料的物理力学特征是直接影响充填体的强度和采场稳定性的重要因素之一。
它主要取决于充填材料的成分及其结构、胶结材料的成分及其组成方式。
冬瓜山铜矿充填材料是全尾砂,胶结材料是水泥。
1.1全尾砂物理特性的影响由于选矿磨矿细度较小,因此全尾砂粒度较细,其平均粒径为80.44L m,其中-20L m极细颗粒含量达到32.66%,比一般矿山所用充填尾砂细,远远小于国内众多矿山所采用的分级尾砂。
全尾砂的比重、容重、粒级组成和孔隙率,对水力输送、充填质量和充填能力都有直接的影响。
全尾砂的容重和孔隙率是随着其压缩程度不同而变化,孔隙率越大,压缩系数也越大,而强度则越小。
充入采空区形成充填体后,随着水的排出和时间的延长,并在自重的作用下,充填体逐渐沉缩,孔隙率相应减小,而容重增大,其强度增加。
冬瓜山矿体稳定性和岩石力学特性分析_梁炯丰
文章编号 1004-6410(2009)02-0073-04冬瓜山矿体稳定性和岩石力学特性分析梁炯丰1,李荣年2,胡 洲3,邓 宇4(1.东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州 344000,2.辽东学院,辽宁丹东 118003,3.南铁天河建设股份有限公司,江西南昌 330013,4.广西工学院土木建筑工程系,广西柳州 545006)摘 要:通过对冬瓜山矿体岩石力学特性的分析,探讨了矿体特征及围岩性质、原岩应力、岩石物理力学性质、岩体的整体稳定性,以及矿岩构造条件、采场结构参数和采场回采顺序对巷道稳定性的影响.结果表明:冬瓜山矿体表现出软岩的性质,属于高应力软岩;冬瓜山矿体地应力场的分布规律可以作为矿山设计及岩体稳定性评价的依据;矿岩构造条件对矿床开采过程巷道的稳定性不会造成较大的影响;选择合适的采场结构参数和采场回采顺序,可减小对巷道稳定性的影响.关 键 词:矿体;力学特性;稳定性中图分类号:TD313 文献标识码:A收稿日期:2009-04-28基金项目:江西省自然科学基金项目(2007GZC0841)资助.作者简介:梁炯丰(1980-),男,广西藤县人,东华理工大学土木与环境工程学院讲师,硕士.0 引言铜陵有色金属(集团)公司狮子山矿区冬瓜山矿床是目前国内发现的首例埋深近千米的特大型铜矿床.该矿地处安徽省铜陵市东南7km ,矿区分布面积约4.5km 2,深度约1000m ,在此范围内共有铜、硫、铁核矿体126个,其中I #矿体为主矿体,铜储量占该矿床铜总储量的49%左右.I #矿体赋存于石碳系黄龙一船山组地质中,矿体受层位控制,形状呈鞍状与背斜形态吻合,产状与围岩产状一致,矿体走向35°,两翼分别北西及南东倾斜,最大倾角30～35°.矿体沿走向呈波状起伏,总趋势向北东倾伏,倾角6～20°.矿体赋存于-680～-1000m ,矿体走向长1810m ,水平投影宽204～882m ,最大厚度107.7m ,最小厚度1.13m ,平均厚度40m[1-2].研究冬瓜山矿床岩石的力学特性,对于开采冬瓜山具有现实的意义.1 冬瓜山矿体岩石力学特性1.1 矿体特征及围岩性质 冬瓜山矿体主要由含铜矽卡岩、含铜黄铁矿、含铜磁黄铁矿、含铜蛇纹岩、含铜磁铁矿等构成.矿体构造简单,节理裂隙不发育、大部分岩性坚硬、力学强度高、稳定性好,但含铜蛇纹岩岩性较差,较破碎,表现出软岩的性质.矿体底盘直接围岩为石碳系下统高丽山组岩石和石英闪长岩,以高丽山组岩石为主,石英闪长岩仅在矿体的东南部局部构成矿体底板.高丽山组中、上部为灰岩、灰褐色粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂质页岩等岩石.下部为褐黄、灰色石英长石砂岩、粉砂质页岩,厚14～24m .矿体底板以角岩化粉砂岩为主[3].矿体的主要顶盘岩石为黄龙、船山组.该组岩石分布广,主要分布在矿体的西部和北部,岩性变质较深,下部为灰白色中、厚层状白云质大理岩及白云石化大理岩,变质强烈时为镁质大理岩;中、上部常为浅灰—灰白色厚层状、糖粒状大理岩,部分变质强烈地段为钙质矽卡岩,层厚46～68m .1.2 原岩应力北京有色冶金设计研究总院等单位经过测量研究,得到了狮子山矿区垂深1千多米自上而下均匀分布第20卷 第2期 广西工学院学报 Vol .20 No .2 2009年6月 JO U RNA L OF G UA NGX I U NI VERSIT Y O F TECHN OLOG Y Jun .2009 的-280m、-460m、-730m和-910m四个水平的地应力量测值,对认识矿区地应力的特性及规律具有重要的指导作用.通过对全矿区应力场分布特征进行分析和评估,将为解决冬瓜山这样超过千米深矿床的井巷开拓、开采顺序、采矿方法以及岩爆预测和防治等技术问题提供重要基础资料.测量结果见表1.表1 地应力量测及实验测定结果测点中段/m测点岩性主应力/M pa主应力倾角/α°主应力方位角/β°σ1σ2σ3α1α2α3β1β2β3-280石英闪长岩及矽化闪长岩19.3015.6012.3018.4027.1056.40247.30147.607.30-460矿体(含铜矽卡岩、含铜黄铁矿)26.089.929.726.135.2281.81241.20150.6320.47 22.4412.9110.993.0883.565.0853.81172.17323.50-730矿体(含铜矽卡岩等)32.7512.238.692.2525.8164.0848.31317.22142.95 34.3316.4713.846.3744.3944.90248.42152.13344.81-910矽化闪长岩38.1033.1031.1022.7019.9059.00249.60150.9023.70 注:(1)方位角β为主应力在水平面上的投影与正北方向间的夹角,同地理方位,经正北方向为零,顺时针为正;(2)倾角α为主应力与水平面的夹角,以俯角为正(指向低面),仰角为负. 由于矿区地质背景及地质构造条件非常复杂,所以影响矿区地应力场分布状态的地质因素是多种多样的,加之量测方法及实验技术的误差,这都可能影响矿区地应力场的分布状态及实测结果.显然,矿区地应力场是一种不均匀的应力场,不同测点的结果固然不同,即使同一测点的不同测次亦不尽相同,可能存在一定的差异及分散性.尽管如此,从总体上统观分析来看,矿区的地应力场还是具有明显的分布特征及分布规律,主要表现在以下几个方面:(1)矿区的地应力无论是σ1、σ2,还是σ3均随深度呈线性增加;(2)近地表岩体中的地应力不为零,有明显的剥蚀残余应力效应;(3)σ3近似为垂直应力,且在深部(冬瓜山矿体)大致等于上复岩体的自重应力;(4)在水平方向或接近水平方向存在明显的地质构造应力,其值比岩体的相应自重垂直应力还要大.最大的地质构造应力作用方向为N61°E左右,其它方向亦存在比较明显的地质构造应力或地质构造残余应力,表明矿区地质构造作用的多期性及多期构造应力场的复合效应;(5)地应力场三个主应力的方位角β及倾角α分别为:βσ1=61°,βσ2=151°,βσ3=353°,ασ1=±9.5°,ασ2=±20°,ασ3=65°;(6)矿区总体上三个主应力的比值为:σ1∶σ2∶σ3=1∶0.75∶0.5;冬瓜山矿体中三个主应力的比值:σ1∶σ2∶σ3=1∶0.85∶0.8.上述地应力场的分布规律可以作为矿山设计及岩体稳定性评价的依据.1.3 岩石物理力学性质 论文在可行性研究阶段做了较深入的前期岩体力学研究工作,得到包括以下几种主要矿岩类型的力学性质和蛇纹岩的力学性质,见表2和表3.鉴于岩体中含有弱面,岩石力学参数不能直接代替岩体的力学参数,使用中必须做适当折减,同时,还要考虑到蛇纹岩遇水软化的问题.表2 冬瓜山几种典型矿岩的物理力学性质各类岩石物理力学参数栖霞组大理岩黄龙组大理岩粉砂岩石英闪长岩矽卡岩石榴子石矽卡岩含铜磁铁矿ρ/g·cm-3 2.71 2.70 2.71 2.72 3.22 3.40 3.97E d/E1.871.551.851.442.042.111.93E/GPa22.3112.8040.4045.1149.9050.8851.48μ0.260.330.210.260.310.250.25σc/M Pa74.0450.38187.17306.58190.30170.28304.00σt/M Pa8.963.4019.1713.9017.1312.079.12σc/σt8.2614.829.7622.0611.1114.1133.33C/M Pa12.0011.2330.5333.0121.4320.7144.33φ/°45.2839.5151.0157.0156.2158.9153.02 74广西工学院学报 第20卷表3 蛇纹岩的岩石力学参数岩石名称弹性模量/GPa 泊松比内摩擦角/°粘聚力/M Pa 单轴抗拉强度/M Pa单轴抗压强度/M Pa蛇纹岩15.830.2258.418.5810.51131.431.4 岩体的整体稳定性冬瓜山矿区虽然受到多次构造活动及岩浆活动的影响,使断裂、褶皱较发育,地质构造比较复杂,但地质构造活动对岩体稳定性造成的影响并不严重,矿床岩体仍具有较好的稳定性.原因为:(1)矿体埋藏较深,成矿前的主要断裂虽延深至矿体埋藏标高以下,但这些断裂均被成矿期及其以后的闪长岩侵入充填,岩体附近发生的矽卡岩化对断裂带内及近旁的岩石起到了一定的胶结作用;(2)成矿后的断裂因其延深有限(均小于350m ,对深埋于-730m 标高以下的主矿体及其周围一定范围内的岩体影响不大;(3)矿床岩体为中厚层状大理岩及砂岩、闪长岩、矽卡岩、这些岩石中节理、裂隙均不发育;(4)矿床上部二叠系大隆组、龙潭组为矿区内隔水层,阻止了浅部含水层的地下水的下渗,使矿床水文地质条件相对简单化.冬瓜山矿床-730m 探矿巷道的揭露及该矿床浅部大团山矿床、狮子山矿床的开采实践也说明冬瓜山矿区的岩体稳定性良好.该矿床节理虽不甚发育,但局部仍有节理相对发育的地段,对这些地段及几组节理交汇地段要引起重视.1.5 矿岩构造条件对巷道稳定性的影响[4] 在冬瓜山矿床勘探与开采设计过程中,通过对矿岩构造特征的大量测试与调查结果分析后认为:除矿体中的主节理组(走向北西—南东,倾角75～85°,倾向南西)和栖霞组大理岩中的次节理组(走向北东东—近东西,倾角70～85°,倾向南略偏东)较发育外,其他岩性中的断层,节理及裂隙均不发育,矿区内岩体主要属块状裂隙岩体,但绝大部分节理倾角较陡,且无充填物,并且极个别地段原岩呈粉状出现.实践表明,上述具有这种特征构造的原岩,在巷道开挖后就会呈现沿节理裂隙开裂垮落的倾向,特别是在冬瓜山深井高应力的条件下,掘进巷道如遇到结构层面相交地段或岩体中有两组以上节理交汇部位,就会产生片状体或三角体冒落.引起巷道变形破坏的主要原因有:一是因开采深度大,地应力高,在巷道形成过程中,围岩应力,特别预留矿柱中的应力集中,使原岩中存在的固有弱面发生变形破坏;二是受施工或爆破等动态因素的影响,巷道出现片帮冒顶而使巷道的稳定性受到影响.总体而言,冬瓜山矿区虽然受到多期次构造活动及岩浆活动的影响,部分岩体断裂、褶皱较发育,地质构造比较复杂,但地质构造活动对岩体稳定性造成的影响并不很严重,矿床岩体仍具有较好的完整性,因此,矿岩构造条件对矿床开采过程巷道的稳定性不会造成较大的影响.1.6 采场结构参数对巷道稳定性的影响影响巷道稳定性的因素很多,主要的除原岩体构造影响因素外,在相同原岩应力场及岩体强度条件下,选择不同的采场结构参数及巷道工程的布置形式,也是直接影响井下采矿作业安全的重要因素.因此,冬瓜山井下的采切工程设计是经设计研究院综合多种影响地下开挖工程的稳定性因素,进行优化计算,设计的正式施工方案,后再经多家科研人员深入分析研究,选择设计了实施的回采结构参数,即:沿矿体走向布置盘区(100m )再在盘区内布置采场(采场尺寸为100m ×18m ),主要巷道断尺寸为:高×宽=3.8m ×4.4m ).因此,该回采方案是在充分考虑矿床原岩自身结构条件及尽可能减小开采时对井下巷道工程的影响等因素基础上提出的优化方案.从而从采场结构上尽可能的避免了因参数设计不当等因素对巷道稳定性造成的影响.1.7 采场回采顺序对巷道稳定性的影响由于矿体的赋存条件不同,采用前进式或后退式回采其地压显现也不一样,有时有很大的差别.合理的回采顺序对控制地压起很大的作用.利用间隔回采的办法,能大大减轻地压.75 第2期 梁炯丰等:冬瓜山矿体稳定性和岩石力学特性分析 76广西工学院学报 第20卷2 结语(1)冬瓜山矿体在破碎围岩(蛇纹岩)中的巷道变形随时间变化而增长,表现出软岩的性质,属于高应力软岩;(2)冬瓜山矿体地应力场的分布规律可以作为矿山设计及岩体稳定性评价的依据;(3)冬瓜山矿床岩体稳定性良好,但局部仍有节理相对发育的地段开采时要注意;(4)矿岩构造条件对矿床开采过程巷道的稳定性不会造成较大的影响;(5)选择合适的采场结构参数和采场回采顺序,可减小对巷道稳定性的影响.参 考 文 献:[1]王立生.冬瓜山铜矿-850m主回风道地下水治理[J].中国矿山工程,2008,37(1):5-7.[2]董世华.冬瓜山铜矿大团山矿床采矿工艺及其应用[J].金属矿山,2007,(8):42-45.[3]李红阳,杨秋荣,李英杰.安徽冬瓜山铜矿床的地球化学特征[J].地球学报,2006,27(6):552-556.[4]施发伍.冬瓜山铜矿采空区治理及稳定性研究[J].矿业快报,2007,11(11):57-60.Analysis on the Rock Mechanics Behavior and Stability ofDongGua Shan's OrebodyLIANG Jiong-feng1,LI Rong-nian2,H U Zhou3,DENG Yu4(1.College of Civil and Environmental Engineering,East China Institute of Technology,Fuzhou344000,China;2.Liao Dong College,Dandong118003,China;3.NanchangRailw ay Tianhe Construction Company Ltd.,Nanchang330013,China;4.Department of Civil Engineering,Guang xi Universityof Technology,Liuzhou545006,China.)A bstract:The rock mechanics behavior of the Dong Gua Shan's orebody is analy sed,including o rebody charac-teristics and the nature,stress,physical and mechanical properties,and overall stability of the rock.The effect of rock structure conditions,stope structure parameters and stope mining order on lanew ay stability are also anal-y sed.The results show that:Dongguashan orebodies are hig h stress soft rock;the distribution of stress field can be used for design and stability evaluation;ore deposits tectonic conditions will no t have great impact on the sta-bility of the roadw ay mining process;choosing the right stope structure parameters and order can reduce the im-pact on the stability of the tunnel.Key words:o rebody;mechanic behavio r;stability。
冬瓜山铜矿主要水文地质问题及防治措施
冬瓜山铜矿主要水文地质问题及防治措施摘要：冬瓜山铜矿位于安徽省铜陵市铜官区狮子山，是狮子山矿区的一座大型深埋矿床。
矿床埋藏深约1千米，含铜金属量近百万吨。
本文重点分析了矿区水文地质现状以及存在的主要问题，并提出相应的对策措施，为矿山生产提供安全保障。
关键词：冬瓜山铜矿；水文地质问题；防治措施1.矿区基本概况1.1自然地理条件矿区处于沿江低山丘陵地带，地势南高北低。
矿区内水系发育，大小沟谷纵横交错，水库池塘星罗棋布，水量较为充沛。
1.2含水层岩组矿区出露三叠系龙头山组、分水岭组、南陵湖组、塔山组、小凉亭组，钻孔揭露见二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组、栖霞组和石炭系黄龙~船山组、泥盆系五通组，第四系厚度薄，岩浆岩发育，按岩层含水特征划分为5个含水岩组，分别为：松散岩类孔隙含水岩组，碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组，碳酸盐岩类夹碎屑岩类溶蚀裂隙含水岩组，碎屑岩类裂隙含水岩组、岩浆岩类裂隙含水岩组，富水程度见表1。
表1 含水层富水程度对比表1.3断裂构造矿区内构造破碎带较发育，以浅部为甚、向深部减弱。
区内见有较大破碎带3条，分别为阴涝~大冲破碎带、龙塘湖破碎带、铜塘冲破碎带，沟通了含水层之间的水力联系，强化了地下水径流。
破碎带特征见下表2。
表2矿区破碎带统计表中中1.4含水层（组）间的水力联系矿区内较大的水系（普济河、羊河）或水体均位于第四系极弱含水层之上，相互间无联系。
矿床内铜井冲溪底部第四系厚7～16m，局部基岩地下水位低于基岩顶面，两者之间无联系。
1.5地下水补给、径流和排泄矿区浅层地下水在天然状态下，岩溶水在山区获得大气降水的补给后，沿着地层倾斜与地形坡降方向径流，运动到合适的地形地貌、构造、岩溶等有利部位，少量岩溶水便以在泉的形式溢出地表。
大部分地下水进入第四系覆盖区向矿区外排泄，矿山疏干排水和深井开采形成区内地下水的人工排泄方式。
矿区深部栖霞组黄龙—船山组位于区域上巨厚层的志留系—泥盆系碎屑岩组成了隔水边界之上，复向斜中心埋深较大很好的阻隔了区域地下水通过复向斜两翼向矿区的补给，使得区域补给区地下水难以补给矿区，补给来源为大气降水，以垂向运动为主，地下径流十分缓慢，无深层横向地下径流补给，浅层地下水通过极弱透水层（P2d~P1g）向下入渗成为深部的水源之一，但水量小。
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安全 隐患 。 ２ 矿床 生ห้องสมุดไป่ตู้状 况及 采空区分布
冬瓜 山铜矿 （ 原狮 子 山铜矿 ） 是一 个有 着 ４ Ｏ余
年开采历史 的矿 山 ， ７个 主矿床 ， 过 多 年开 采 ， 有 经 浅部 的东 、 西狮子 山矿床 已经 闭坑 ， 目前 正在对采 空 区进行全尾砂 充填处理 。大 团山 、 团山顶沿 、 大 老鸦 岭、 花树坡 等矿 床均 已进 入深 部开采 。 东、 西狮子 山 、 鸦岭 、 团山及 花 树坡 等 矿床 老 大 在开采 浅部矿体 时 ， 大都 采用空 场法开采 ， 开采后 不 崩落采 空 区的围岩 ， 成 了大 量 的采 空 区 。这 些 采 形 空 区体 积大 、 布范 围广 ， 东 、 分 除 西狮 子 山矿 床 开 采
图 １ 冬 瓜 山 矿床 相 对 位 置 示 意 图
各矿 床均 为矽卡岩 型铜矿 床 ， 矿岩 一般稳 固 ， 矿
体顶 底板 围岩为 稳 固的矽卡 岩 、 闪长岩 、 大理 岩 等 值 为 ８—１ ， ８属半 坚硬 、 坚硬 岩石 ， 岩体 结 构完 整 ， 矿 床工程 地质 条件 简单 。
关键词 ： 采空 区 ； 综合 防治 ； 地压 监控 ； 定性 稳
中图分 类号 ：Ｄ ５ ． Ｔ ８４６
１ 概 述
文献标识 码 ： Ｂ
文章编 号 ：０ ９５ ８ （ ０ ７ １ － ５ －４ １０ －６ ３ ２ ０ ） １ ０ ７０ ０
形成 的采空 区正在 充填 外 ， 余 的都 未 处理 。大 量 其
冬瓜 山铜矿 采 空区 治理 及稳 定性 研究
施发伍
（ 安徽铜都铜 业股份有限公 司冬瓜 山铜矿）
摘
要： 介绍 了冬瓜 山铜 矿 开采 以来各矿床 形 成采 空 区分布 状 况 ， 用 的暂 留矿 石垫层 、 采 全尾
砂充填 、 留设 矿柱 、 闭和 隔 离等 多种 综合 防治和 治理 的方 法 ， 封 保证 了回采过程 中的安 全 ； 通过 建立 完善和先进 的地压监 测 系统 ， 测和 分析 了空 区治理及 回采过 程 中岩 体的稳 定性 。 监
冬瓜 山铜矿 按生 产矿 段划分 为新 区和老 区。新 区为冬瓜 山矿床 ， 设计 生产能力 为 １万 ｔｄ ／ 。老 区包 括东、 西狮 子 山矿 床 、 老鸦 岭矿床 、 团山矿 床 、 大 花树 坡 和大 团 山顶 沿 矿 床 ， 计 生 产 能 力 为 ３０ ０ ／ 。 设 ０ ｔｄ 各矿床位 置关 系见 图 １ 。
落、 采空 区下暂 留矿石 垫层 的 阶段空 场法开 采 。 东狮 子山采空 区 主要赋 存 于 ４ ４ ３～ ７勘 探 线 之 间， 埋深 ７ Ｏ～一１０ 有部分空 区直通地 表 ， 区总 ９ ｍ， 空 体积 １ １ ６ ０ ． ４万 ｒ ， Ｉ 体开 采形 成 的采 空 区最 大 ｎ Ｖ矿 。 Ｉ
东、 西狮 子 山矿段 自 １６ ９ ６年 ７月建 成投产 到 回 采结束 生 产 了 ３ ａ ６ 。初 期 地 表 附 近 采 用 房 柱 法 开
投产 ， 主要采 用 中深孔分 段空场法 回采 ， 体较薄 在矿 处采 用浅孔 房 柱法 回采 。 一５ ０ 中段 以下 采用 人 ８ｍ
采 ，Ｏ世 纪 ７ ２ Ｏ年代进入 盲矿 体开 采 ， 用 顶板 不 崩 采
２ ０ｍ 。 ２
大 团 山矿 床 为埋藏 较深 的盲 矿床 ， 西及 北 分 北 别距西狮 子山 、 狮 子 山矿 床 最 近点 ７ 、５ 南 西 东 ５ ３ ｍ， 与老鸦 岭 矿 床 相 接 ， 距 大 团 山 顶 沿 矿 床 ９ ｍ。 南 ５
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Ｓ ｒ ｌＮ ． ６ ｅｉ ｏ ４ ３ ａ Ｎ ｖ ｍｂ ｒ ２ ｏ ｏｅ ｅ ．ｏ ７
矿
业
快
报
ＥＸＰＲＥＳＳ Ｉ ＮＦＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＯＦ Ｍ Ｉ ＮＣ ＮＤＵＳ ＮＩ Ｉ ＴＲＹ
总 第４３ ６ 期 ２０年 １ ０７ １月第 １ １期
一
２ ２ 新 区矿 床 回采 及采空 区状况 ． 冬瓜 山矿 床 是一 大 型 、 埋型 缓倾 斜矽 卡 岩型 深 铜矿 床 ， 体 赋 存 标 高 为 一６ ０～ 一ｌ０ ｍ， 矿 ９ Ｏ ７ 一般 厚 度 ３ ５ ｍ。矿 体 中部倾 角较 缓 ， 般均 小 于 ｌ 。 ０～ ０ 一 Ｏ。 矿体 主要 由含 铜 矽 卡岩 、 含铜 黄 铁矿 、 含铜 磁 黄 铁 矿 、 铜 蛇 纹 岩 、 铜 磁 铁矿 等 构 成 。矿 体构 造 简 含 含 单， 岩性坚硬 ， 稳定性 好 。矿 体直 接顶板 以大理岩为 主， 底板 以蛇纹岩 、 岩及粉 砂岩 为主 。围岩 节理裂 砂 隙不 发育 ， 定性 较好 ； 稳 但蛇 纹 岩遇 水 易风 化 ， 够 不
万ｒ， ｎ 采空 区未处理 。
大 团山顶 沿 矿床 赋 存 于 一３０～ 一５０ 采 用 ９ ８ ｍ， 中深 孔 阶段 空 场 回采 ， 回采形 成 的 空区 只有 ４ ６ 已 ．
万 ｒ。 ｎ。
采空 区比较 集 中也 比较 大 ， 大 的采 空 区体 积 约 为 最 ２ ０万 ｒ ， 体 积 为 ２ ９ ５万 ｒ ， 深 在 ５ ３ ｎ 总 。 ６． ｎ 埋 Ｏ～
２ １ 老 区矿 床 回采及采 空 区状 况 ．
５ ７
施发伍 （ ９５一） 汉族 ， ， １６ ， 男 安徽桐 城人 ， 科长 ， 工程师 ，４ｏ ０ ２４ ０ 安徽省铜陵市。
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总第 ４ ３期 ６
矿 业快报
２０ ０ ７年 １ １月 第 １ 期 １
体积约 ６ ５万 ｒ ， 深在 ４ ｎ 埋 。 Ｏ～一１０ ２ ｍ。西 狮 子 山盲
工矿 柱盘 区空场 嗣后 充 填采 矿法 ， 大孔 或 中深 孔落
矿 。该矿床 已开采 的 中段 少 ， 形成 的空 区体 积小 ， 到 目前 为 止 ， ２ ｍ 中段 以上 共 形 成 采 空 区 ２ ． 一５ ０ ４４