协同理念下岩金矿脉群连续回采顶板安全跨度研究

来源：黄金科学技术杂志2020年第3期北京时间：

作者：聂兴信, 甘泉, 高建, 冯珊珊

单位：西安建筑科技大学资源工程学院，陕西 西安 710055

摘要：为高效安全地开采呈条带状赋存的矿脉群，基于协同开采理念，提出集群连续化采矿理念与上向水平分层充填连续采矿法，并通过理论计算、数值模拟和工程验证，研究回采中顶板安全跨度的合理取值范围。采用平板梁理论计算法、普氏压力拱法、厚跨比法、荷载传递交汇线法和结构力学梁理论法推导得出顶板安全跨度计算公式，并引入安全系数，计算得出不同安全系数下的顶板跨度。经协同均算法界定分析，确定集群连续采矿方法的顶板安全跨度范围为23.0~18.6 m。结合理论计算的顶板跨度数据，取安全系数为2.0时的顶板跨度，采用ANSYS进行实体建模，基于FLAC3D进行数值模拟验证。模拟结果表明：最大主应力为2.84 MPa，最大位移为9.7 mm，矿房中央位置存在小范围剪切应力破坏；工程实例表明：当采场跨度为18 m时，采场顶板局部小范围存在岩块掉落情况，掉落岩块长度与顶板跨度之比为1.67%，数值模拟结果与工程实例情况接近。协同开采理念具有较强的耦合性与包容性，其耦合形成的新理念为多种复杂的矿体开采起到指导作用，能够较好地满足复杂矿体矿山开采要求。

关键词：协同开采,连续化采矿,矿脉集群,安全跨度,数值模拟

基金资助：国家自然科学基金项目“地下金属矿山岩体破坏多源异质流数据智能融合与态势评估研究”(5197040521),陕西省重点研发计划工业攻关项目“高温乏风矿井动态补偿调控关键技术及应用研究”(2020GY-211)