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平朔東露天礦采空區上覆巖層安全厚度研究.pdf

'平朔東露天礦采空區上覆巖層安全厚度研究.pdf'
第 31卷 第 4期 2016年 4月 露天采礦技 術 Opencast Mining Technology V01.31 No.4 Apr.2016 DOh l0.132350.cnki.1tcm 2016.04.012 引用格式 :趙 登娟 ,傅新 華 ,徐 君.平朔 東露天礦 采空 區上覆 巖層安全厚度研 究[J].露天采礦技 術 ,2016,31(4):40—44. 平朔東露天礦采空區上覆巖層安全厚度研究 趙登娟 ,傅新華 ,徐 君 (中煤平朔煤業有限責任公司 東露天礦,山西 朔州 036006) 摘 要:通過分析 東露天礦巖石的力學指標 ,借助 離散元數值模擬軟件 UDEC對東露天礦不同跨 度采空區進行分析 ,得 出相應跨度時上覆巖層 的安全厚度 ,并進一步得 出了與實際采空區上覆巖 層安全厚度誤差較小的計算公式。 關鍵詞:露天礦 ;采空區;安全厚度 ;數值模擬 中圖分類號:TD824 文獻標志碼:B 文章編號:1671— 9816(2016)04 一O040— 05 Research on goal roof rock safety thickness in Pingshuo East Open-pit M ine ZHA0 Dengjuan,FU Xinhua,XU Jun (East Open-pit Mine,China Coal Pingshuo Coo]Co., ,Shuozhou 036006,China) Abstract:By analyzing the mechanics index of rock in East Open-pit Mine,the article analyzed the different span goal with the discrete element numerical simulation software UDEC,obtained the safety thickness of roof rock in the corresponding span and the formula that had small difference with roof rock safety thickness. Key words:open-pit mine;goaf;safe thickness;numerical simulation 露天礦開采境界 內存在采空區時 ,為了保證露 天礦的正常生產和作業安全 ,采空區上覆巖層應保 留一定的安全厚度【“。巖層厚度太小導致采空區坍 塌上部臺階陷落,對在臺階上作業的人員和設備造 成危害。采空區上覆巖層安全厚度受多重因素影響 , 包括地質因素 、巖石力學性質(地質構造發育情況 、 巖石質量 、結 構類型 、物理力學性質 )、采空 區特征 (形成時間 、形狀 、埋深及暴 露面積 )、外部 活動 (上 覆巖層所 承受的荷載 、采礦方法及水文活動)等【 。 影響露天礦采空區上覆巖層安全厚度的因素很多 , 評估所有 因素是 比較艱難的,因此 ,只有科學分析影 響采空區上覆巖層安全厚度的因素 ,抓住主要因素 , 采用科學合理 、切合實際的方法對其進行分析 、處理 和計算 ,才可能對其做 出合理的計算 】。 1 概 述 由于巖層是一種非均勻介質且巖層有著受載荷 的灰色特性 ,因此根據假設上覆巖層的性質不同 ,可 收稿 日期 :2015—10—25 作者 簡介 :趙登娟 (1986_-),男,碩士 ,2014年畢 業 于中 國礦業 大學露天開采專業 ,現在 中煤 平朔 東露天礦生產技 術 部工作 。 . · 40 · 以有不同的理論來計算上覆巖層安全厚度的方法 。 現有計算采 空區上覆巖層安全厚度理論計算方法 有 :厚跨 比法 、荷載傳遞線交匯法 、普氏拱理論 估算 法 、結構力學梁理論計算法、K.B.魯佩涅依特理論計 算法 、B.M.波哥 留波夫計算法等[6--71。根據現場實踐 及相關研究報告 ,應用理論計算法對東露天采空區 上覆巖層的安全厚度進行分析,平朔東露天煤礦首 采區的采空區主要集 中在 煤層之上 ,采空 區跨度 范圍集中在 l5 30 m,最大跨度約為 40 m;采空區 高度范圍集 中在 10 15 m,最大高度為 25.6 m,巖 體物理力學參數指標主要以中煤平朔煤業有限公司 的巖土工程勘察報告為基礎數據 。對于東露天煤礦 煤層上部巖石的力學指標進行 了分析計算 ,其計 算結果見表 1。 表 1 東露 天煤礦 煤層上部巖 石的 力學指標 巖土名稱 ,容重、內摩慧角黏聚力拉強度抗壓強度 |tkN·nl 、 o/(o c|MPa 口0MPa 口lMPa 中粗砂巖 22.6 25.74 0.10 2.13 13.43 泥巖 、砂質泥 巖 23.I 23.85 O.09 1.92 9.22 粉細砂巖 22.9 22.25 0.08 1.43 12.33 中粗砂巖 23.7 29.n 0.13 4.20 21.63 泥巖 23.4 27.47 O.I1 1.90 14.91
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