某铁矿无底柱分段崩落法矿石覆盖层形成模拟研究
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Ｈ Ｅ Ｊｉａｆｅｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｘｉｎｇｍ ｉｎｇ ，ＬＥＩ Ｇａｎｇ ，ＬＩ Ｙｉｎｇｂｉ。
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ，Ｓｏｕｔｈｗ ｅｓｔ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍ ｉａｎｙａｎｇ Ｓｉｃｈｕａｎ ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ
关键 词 ：无 底 柱 分 段 崩 落 法 ；矿 石 覆 盖 层 ；放 矿 试 验 中 图 分 类 号 ：ＴＤ８５３．３６ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１—４１７２（２０１６）０３—０００５—０４
Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ
第 ６８卷 第 ３期
有 色 金 属（矿山部分）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－４１７２．２０１６．０３．００２覆盖 层形成模拟研究
何 佳 峰 ，陈 星 明 ，雷 刚 ，李英 碧 。
（１．西 南科技 大 学 环 境 与资 源 学院 ，四川 绵 阳 ６２１０１０；２．东 北大 学 资源 与 土 木 工程 学 院 ，沈 阳 １１００００；３．四川锦 宁矿 业 有 限公 司 ，四川 凉 山 ６１５６０２）
作 者 简 介 ：何佳 峰 （１９９１～ ），男 ，硕 士 研 究 生 ，矿 业 工 程 专 业 ，主 要 从 事 采 矿 工 程 研 究 。
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００００，Ｃｈｉｎａ； ３． Ｓｉｃｈｕａｎ Ｊｉｎｎｉｎｇ Ｍ ｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｎｇｓｈａｎ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１５６０２，Ｃｈｉｎａ） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍ ｉｎｉｎｇ， ａ ｌａｒｇｅ ｉｒｏｎ ｍ ｉｎｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｃｏｍ ｅｓ ｉｎｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍ ｉｎｉｎｇ， ａｐｐｌｙｉｎｇ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｉｎｉｎｇ． Ａｎｄ ｍ ａｎｙ ｄｏｍ ｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｍ ｉｎｅｓ ｆｒｏｍ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｔＯ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍ ｉｎｉｎｇ ｕｓｅｓ ｎｏｎ－ｐｉｌｌａｒ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｉｎｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ，ｂｕｔ ｔｈｉｓ ｉｒｏｎ ｍ ｉｎｅ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｉｔ ｍ ｉｎｅｓ ｔｈｅ ｃａｖｉｎｇ ｔｏｐ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｏｒｅ ｔＯ ｆｏｒｍ ｏｒｅ ｌａｙｅｒ， ｒａｔｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｒｏｃｋ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｐｒｅｌｉｍ ｉｎａｒｙ ｅｓｔｉｍ ａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｗ ｉｔｈ ｅｎｏｒｍ ｏｕｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅ． Ｍ ｉｎｅ ｐｌａｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｔｈｉｓ ｐａｒｔ ｏｆ ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｘｔ，ＳＯ ｍ ｉｎｅ ｍ ｕｓｔ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒ ｌａｙｅｒ． Ｂｙ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｈａｐｅ ａｎｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒ ｌａｙｅｒ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｏｒｅ ｏｖｅｒｌａｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍ ｉｌａｒ ｍ ｉｎｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ；ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ；ｏｒｅ ｄｒａｗｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔ
摘 要 ：随 着 露 天 开 采 的 结 束 ，某 大 型 铁 矿 逐 渐 由露 天 转 入 地 下 开 采 ，并 应 用 无 底 柱 分 段 崩 落 法 采 矿 。 与 国 内 外 许 多 露 天 转 地 下 采 用 无 底 柱分 段 崩 落 法 矿 山不 同 的是 ，此 铁 矿 采 用 了崩 落 顶 部 分 段 矿 石 的 方 式 来 形 成 矿 石 覆 盖 层 。 据 初 步 估 算 ，已形 成 的 矿 石 覆 盖 层 经 济 价 值 巨 大 。矿 山 计 划 在 下 分 段 回采 中 回 收 这 部 分 矿 石 覆 盖 层 ，则 必 须 首先 明 确 现 有 覆 盖 层 的最 终 形 态 及 厚 度 。通 过 物 理 模 拟 试 验 ，分 析 覆 盖 层 的最 终 形 态 及 厚 度 ，为 矿 石 覆 盖 层 的 回 收提 供 技 术 支 撑 ，同 时 为 类 似 矿 山 提 供 技 术 参 考 。
某 大 型铁 矿位 于 四川 西 南 部 ，在 国 内属 特 大 型 铁 矿 山 ，矿 山经 过数 十 年 的露天 开采 ，现 已正 式转 入 地 下 开采 。并 且该 矿 山采 用 的 采 矿 方 法 为 高效 、安 全 的无 底柱 分段 崩落 法 。无底 柱 分段 崩 落法 的一个 显 著特 点是 上 覆 围岩 及 地 表 需 要 被 崩 落 ，采 矿 在 一 定 厚度 的矿 岩 覆盖层 保 护下 进行 。崩 落 上覆 围岩及 地 表 的 目的是有 效 管 理 因采 矿 引起 的地 压 活 动 ，而 形 成覆 盖层 的 目的则 主要 是 为充 填采 空 区实现 辅 助 管理 采场 地 压 ，并 为 采场 提供 挤压 爆破 条件 。同时 ， 覆盖 层也 为地 下采 矿 活 动提 供 了安 全 的 保 护层 ，防
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ，Ｓｏｕｔｈｗ ｅｓｔ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍ ｉａｎｙａｎｇ Ｓｉｃｈｕａｎ ６２１０１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ
关键 词 ：无 底 柱 分 段 崩 落 法 ；矿 石 覆 盖 层 ；放 矿 试 验 中 图 分 类 号 ：ＴＤ８５３．３６ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１—４１７２（２０１６）０３—０００５—０４
Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ
第 ６８卷 第 ３期
有 色 金 属（矿山部分）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－４１７２．２０１６．０３．００２覆盖 层形成模拟研究
何 佳 峰 ，陈 星 明 ，雷 刚 ，李英 碧 。
（１．西 南科技 大 学 环 境 与资 源 学院 ，四川 绵 阳 ６２１０１０；２．东 北大 学 资源 与 土 木 工程 学 院 ，沈 阳 １１００００；３．四川锦 宁矿 业 有 限公 司 ，四川 凉 山 ６１５６０２）
作 者 简 介 ：何佳 峰 （１９９１～ ），男 ，硕 士 研 究 生 ，矿 业 工 程 专 业 ，主 要 从 事 采 矿 工 程 研 究 。
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００００，Ｃｈｉｎａ； ３． Ｓｉｃｈｕａｎ Ｊｉｎｎｉｎｇ Ｍ ｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｎｇｓｈａｎ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１５６０２，Ｃｈｉｎａ） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｏｐｅｎ－ｐｉｔ ｍ ｉｎｉｎｇ， ａ ｌａｒｇｅ ｉｒｏｎ ｍ ｉｎｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｃｏｍ ｅｓ ｉｎｔｏ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍ ｉｎｉｎｇ， ａｐｐｌｙｉｎｇ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｉｎｉｎｇ． Ａｎｄ ｍ ａｎｙ ｄｏｍ ｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｍ ｉｎｅｓ ｆｒｏｍ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｔＯ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍ ｉｎｉｎｇ ｕｓｅｓ ｎｏｎ－ｐｉｌｌａｒ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｉｎｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ，ｂｕｔ ｔｈｉｓ ｉｒｏｎ ｍ ｉｎｅ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｉｔ ｍ ｉｎｅｓ ｔｈｅ ｃａｖｉｎｇ ｔｏｐ ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｏｒｅ ｔＯ ｆｏｒｍ ｏｒｅ ｌａｙｅｒ， ｒａｔｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｒｏｃｋ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｐｒｅｌｉｍ ｉｎａｒｙ ｅｓｔｉｍ ａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｗ ｉｔｈ ｅｎｏｒｍ ｏｕｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅ． Ｍ ｉｎｅ ｐｌａｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｔｈｉｓ ｐａｒｔ ｏｆ ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅｘｔ，ＳＯ ｍ ｉｎｅ ｍ ｕｓｔ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｆｏｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒ ｌａｙｅｒ． Ｂｙ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｓｈａｐｅ ａｎｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒ ｌａｙｅｒ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｏｒｅ ｏｖｅｒｌａｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍ ｉｌａｒ ｍ ｉｎｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｌｅｖｅｌ ｃａｖｉｎｇ ｍ ｅｔｈｏｄ；ｏｒｅ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ；ｏｒｅ ｄｒａｗｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔ
摘 要 ：随 着 露 天 开 采 的 结 束 ，某 大 型 铁 矿 逐 渐 由露 天 转 入 地 下 开 采 ，并 应 用 无 底 柱 分 段 崩 落 法 采 矿 。 与 国 内 外 许 多 露 天 转 地 下 采 用 无 底 柱分 段 崩 落 法 矿 山不 同 的是 ，此 铁 矿 采 用 了崩 落 顶 部 分 段 矿 石 的 方 式 来 形 成 矿 石 覆 盖 层 。 据 初 步 估 算 ，已形 成 的 矿 石 覆 盖 层 经 济 价 值 巨 大 。矿 山 计 划 在 下 分 段 回采 中 回 收 这 部 分 矿 石 覆 盖 层 ，则 必 须 首先 明 确 现 有 覆 盖 层 的最 终 形 态 及 厚 度 。通 过 物 理 模 拟 试 验 ，分 析 覆 盖 层 的最 终 形 态 及 厚 度 ，为 矿 石 覆 盖 层 的 回 收提 供 技 术 支 撑 ，同 时 为 类 似 矿 山 提 供 技 术 参 考 。
某 大 型铁 矿位 于 四川 西 南 部 ，在 国 内属 特 大 型 铁 矿 山 ，矿 山经 过数 十 年 的露天 开采 ，现 已正 式转 入 地 下 开采 。并 且该 矿 山采 用 的 采 矿 方 法 为 高效 、安 全 的无 底柱 分段 崩落 法 。无底 柱 分段 崩 落法 的一个 显 著特 点是 上 覆 围岩 及 地 表 需 要 被 崩 落 ，采 矿 在 一 定 厚度 的矿 岩 覆盖层 保 护下 进行 。崩 落 上覆 围岩及 地 表 的 目的是有 效 管 理 因采 矿 引起 的地 压 活 动 ，而 形 成覆 盖层 的 目的则 主要 是 为充 填采 空 区实现 辅 助 管理 采场 地 压 ，并 为 采场 提供 挤压 爆破 条件 。同时 ， 覆盖 层也 为地 下采 矿 活 动提 供 了安 全 的 保 护层 ，防