大红山铁矿地表塌陯律研I及
坑露衔接l合开采技?
报告人:孙丽?
?机:13485550228
中钢集团马鞍qqI有限公司
2
018q?8?
汇报提纲
一 研究背景
?研究成果
?成果评h
?知识产权
一、研I背?
大红山铁矿ؓ我国国内特大型地下矿山,矿石d量约4.5亿吨。矿?
2
002q徏成年?0万吨采、选试验性工E?006q徏?00万吨/q采?
选、管道工E,2008q展开800万吨/q采、选工E。目前矿山已形成
300万吨/q原矿处理能力,可生?00万吨成品ѝ?
1
Ҏ矿山开采规划,q几个矿D同步开采,因此露天开采面临着井下崩落法和充填
法开采后造成地表塌陷或岩Uȝ影响。浅部铁矉K天开采又制约了井下崩落法和充
填法生能力Q因此开展了地表塌陷规律及坑露衔接联采研I课题?
一、研I背?
距地?
00m
7
主采区采用崩落法开采?
N水^500mQ放剙20m
铜矿带采用上向点柱分层充?
法,׃向上开?
二、研I成?
成果1、揭CZ大红山铁矿在构造带影响条g下的岩I区H发q规律
以往的理论和认知
?
高度一般不过开采厚度的
??
冒落?
裂隙?
I?
?
?
?
?
?
?
?
4
厚度大体与冒落带相当
开采较深时Q高度>裂隙?
冒落带高度,开采较时Q?
+
弯曲?
裂隙带一直冒落可直达地表Q?
此时无弯曲带?
当采I区形成板q冒落Ӟ考虑岩石h胀性(岩石胀pL一般可?
.3?.5Q,板冒落2?倍的采空区高度时卛_采I区充填满,采空Z
覆岩层将不再Ud?
1
二、研I成?
大红山深部崩落法开采上覆岩层规律研I?
2
暴露面积12000m 时Z向位UM?
2
暴露面积10000m 时Z向位UM?
暴露面积13000m 时Z向位UM?
2
二、研I成?
大红山深部崩落法开采上覆岩层规律研I?
2
暴露面积12000m
暴露面积20000m
暴露面积103000m 时最大主应力云图
2
时最大主应力云图
2
时最大主应力云图
二、研I成?
大红山深部崩落法开采上覆岩层规律研I?
暴露面积
0000m2 12000m2 13000m2
?参量
?Q?740m?790m剖面Q?
1
20000m2
37.78
0.825
39.56
10.75
1
2
3
4
最大主应力(MPa)
最大拉应力(MPa)
最大压应力(MPa)
最大位U?(cm)
30.64
35.67
0.592
36.83
5.83
35.77
0.770
36.69
6.01
0.587
36.34
5.36
二、研I成?
大红山深部崩落法开采上覆岩层规律研I?
当暴露面Uؓ12000m2?3000m2Ӟ因空区高度范围内断层?
岩体受拉变Ş而引发顶板岩体发生崩落,但此时由于最大拉?
力仍未达到岩体极限抗拉强度,因此板岩体不会一直向上崩
落;而当暴露面积?0000m2以上Ӟ若顶板岩体再有一定扰
动就有可能进入屈服状态,因而发生脆性破坏、剪切破坏与?
伸相l合的破坏而引起顶板崩落,而且׃大的构造的存在Q?
q种崩落h一ơ性突发冒落直臛_表而引起强大冲LL?
二、研I成?
怼模拟试验
大红山铁矿地下开采相似模?
试验模拟范围臛_表,因此?
型垂直应力是由利用模型配?
材料自重加以模拟Q采用自?
应力下^面相似模拟试验系l,
试传感pȝ包括WTB-Y型应?
传感器、WTB-10型顶杆式位移
传感器、WTB-50型内埋式位移
传感器,位移传感器配合磁?
支固定在模型台架上Q采?
分析pȝ为JM3813型静态电?
应变采集仪配合JMTDS控制分析
软g
二、研I成?
怼模拟试验
怼模拟试验应力及传感器布设?
化A37剖面?
二、研I成?
怼模拟试验
上部岩体冒落q程C意?
二、研I成?
井下矿体开采后Q采I区上部岩体逐步
开裂后冒落Qƈ逐步向上发展Q表现到
地表首先是出现小范围的开裂,伴随?
曲下沉带Q再逐步向空Zؓ中心的外?
发展QŞ成区域内的塌陷坑?
怼模拟试验
在井下采Z露天边坡之间的F2断层?
主要为沿着断层倾斜方向的裂~,表明
断层出现了一定的整体滑移Q对于采I?
Z露天边坡之间起到一定的隔断作用Q?
同时注意到断层与露天边坡之间亦出?
了竖直方向的开裂缝Q表明空区造成?
层移动已H破了断层的阻隔Qƈ在断?
一侧地表及岩层产生朝向冒落I区方向
的們ր?
二、研I成?
矿山I区以上岩层的冒落明昄历了开始拱状塌陷再发育到地表,q?
表现为到辑֜表后的敞开式发肌Ӏ而当冒落发育到地表后Q地表Ş?
冒落区,此时Q再冒落则不再是拱型Q而ؓ敞开式塌陗?
二、研I成?
规律Q存在大的构造面且围岩ؓ
坚硬E_的整体块状结构的采空
区,I区的失E_落将会在瞬间
H发沿构造面一ơ性整体突冒?
该规律ؓ大红山铁矿岩体移动控
制及I区处理提供了依据?
通电电\
地表
1
050m
地质?
1
000m
9
50m
岩体
采空区冒落高度导甉|监测原理C意?
二、研I成?
成果2、研I了废石散体回填塌陷坑的l合技术方?
2
006 2007 2008 2009 2010 2011 2012q至?
备注
׃崩落法开采引L围岩崩落
是一个复杂的I间-旉问题Q?
矿石回采后顶板冒落到地表h
一定的延时性。从2006q底开?
q行C回采?011q首ơ观?
到地表裂~,可得出大U山铁矿
C开采成采空区后Q?80c_
采)Q大U需?q左叛_展到
地表Q而从地表开始塌P2011
q_的倒漏斗发育到正漏斗的?
P大约l历?q时_2011
q?月?015q现在)Q?
4
4
4
4
4
80
60
40
20
00
—?—?—?
—?—?
—?—?
—?—?
—?—?
“—?
表示
正在
回采
二、研I成?
随着开采的延深I区的一定高度内
被岩矛_填后Q围岩受力状态有?
很大的改善,I区两侧围岩变Ş?
,采场对围岩的水^影响范围?
相应地得C有效控制?
6
00
00
00
00
00
00
5
竖直
高度
实际
标高
水^
影响
范围
3
0以下 60 100 200
250
650
300
750
400
800
450
850
550
600
4
3
4
30
460 500 600
950 1000
2
1
0
22
53
134
175
196
225
242
271
285
0
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
6
00
00
00
00
00
水^?响范 ?(m)
5
4
竖直高度
实际标高
30以下
430
60
460 500 600 650 750 800 850 950 1000
25 64 77 87 101 105 110 117
100 200 250 300 400 450 550
600
3
2
水^影响范围
0
0
100
0
0
100
200
300
400
500
600
二、研I成?
地表塌陷坑发展情?
不同塌陷角、不同开采深度井下开采对露天开采的影响
二、研I成?
回填ȝ区域位于塌陷坑东北部Q从露天采场臌区域排岩有两U方案,W一
Uؓ西北部排岩公路方案,卛_用现有的露天采场1150m台阶公\向东北部?
理区域g伸,C排岩公\长度Uؓ1.2kmQ第二种ҎZ南部排岩公\?
案,卛_用目前改道后?125m台阶处时公路向东北部治理区域g伸,C
排岩公\长度Uؓ1.8kmQ可见第一U方案新修排岩公路较?
未来地表裂缝及塌陯围将l箋向西南方?
发展Q因此第二种排岩公\存在安全隐患?
而第一U排岩公路方案位于目前塌陷坑的西
北侧Q非C开采推q方向,也不位于主采
区正上方Q目前该方向上裂~发展相对稳定,
发生大规模下陷及开裂的概率很低Q相对第
二种排岩公\Ҏ安全性较高?
三、第三方评h
研究成果已在大红山铁矿得到成功应
用,该项目依托大U山铁矿开发的 开
采技术达到国际领先水qIh推广
应用前景
本课题研I揭C的I区q规律?
多矿D协调同步开采技术……在
中的国内外相x献中均未?
相同内容的报?
四、知识?
相关成果在《金属矿山》、《现代矿业》、《云南冶金》等核心期刊上发
表论?0余篇。获得国家专?V矿协一{奖Q钢协二{奖?
谢谢各位专家!
姓名Q孙丽军
手机Q?3485550228
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