地采扰动下露天坑地表岩移特征及废石充填方案研究

韩岩松, 张晶, 周宗红, 刘银. 地采扰动下露天坑地表岩移特征及废石充填方案研究[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(4): 85-92. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.010
引用本文: 韩岩松, 张晶, 周宗红, 刘银. 地采扰动下露天坑地表岩移特征及废石充填方案研究[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(4): 85-92. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.010
HAN Yansong, ZHANG Jing, ZHOU Zonghong, LIU Yin. Surface Rock Displacement Characteristics and Waste Rock Backfill Scheme of Open Pit under the Underground Mining Disturbance[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(4): 85-92. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.010
Citation: HAN Yansong, ZHANG Jing, ZHOU Zonghong, LIU Yin. Surface Rock Displacement Characteristics and Waste Rock Backfill Scheme of Open Pit under the Underground Mining Disturbance[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(4): 85-92. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.010

地采扰动下露天坑地表岩移特征及废石充填方案研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(51864023,52264019);云南省重大科技专项(202202AG050014);云南省基础研究计划项目青年项目(202401AU070175)
详细信息
    作者简介: 韩岩松(2000—),男,山西晋城人,硕士研究生,主要从事矿山岩体力学与灾变数据分析方面的研究,E-mail:hubert_han@163.com; 张晶(1990—),湖北荆州人,资源开发工程系党支部书记,研究方向为岩体力学与矿山灾害防控。参与国家自然科学基金重点项目主题项目及国家重点研发计划各1项;主持云南省基础研究计划青年项目1项、湖北省重点实验室开放基金2项、横向课题3项。获中国黄金协会科技进步奖一等奖及二等奖各1次,发表及收录国内外学术期刊16篇,其中SCI期刊5篇,EI期刊3篇
    通讯作者: 张晶(1990—),男,湖北荆州人,博士,讲师,硕士研究生导师,主要从事岩体力学与矿山灾害防控方面的研究,E-mail:yuanzhongni33@163.com
  • 中图分类号: TD824;TD853.34

Surface Rock Displacement Characteristics and Waste Rock Backfill Scheme of Open Pit under the Underground Mining Disturbance

More Information
  • 无底柱分段崩落法常应用于黑色金属露天转地下矿山,该方法易引起露天采场边坡失稳,影响矿区周边建(构)筑物的安全。以地表斜坡坡度较陡且地形切割强烈的李家河铁矿为研究对象,依据地表航拍点云数据和生产平面图建立精细的数值模型,采用数值模拟研究地下持续开采扰动作用下的露天坑地表岩移特征,并结合地势、植被、农作物和公路等因素,对比优选合理可行的地表废石充填方案。结果显示,随着矿体逐步向深部开采,受地形和矿体分布影响,Ⅰ号矿坑呈现局部零星破坏,Ⅱ号矿坑以东北侧区域破坏为主,Ⅰ号矿坑地表沉降变化范围小于Ⅱ号矿坑,最终优选出从侧壁向中间靠拢再向北侧推进的地表废石充填方案。

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  • 图 1  地表露天坑现状分布

    Figure 1. 

    图 2  李家河铁矿矿区数值模型

    Figure 2. 

    图 3  李家河铁矿地表垂直位移云图

    Figure 3. 

    图 4  矿体开采至850中段时各中段矿岩最大主应力云图

    Figure 4. 

    图 5  矿体开采至850中段时各中段矿岩塑性区云图

    Figure 5. 

    图 6  地表塌陷坑废石充填的一般步骤

    Figure 6. 

    图 7  废石充填方案示意图

    Figure 7. 

    图 8  优选的废石充填方案示意图

    Figure 8. 

    表 1  矿岩物理力学参数

    Table 1.  Physical and mechanical parameters of ore and rock

    岩组类别 密度/(kg·m−3) 弹性模量/GPa 泊松比 内凝聚力/MPa 内摩擦角/(°) 抗拉强度/MPa 抗压强度/MPa
    第四系 1610 0.03 0.28 0.0045 19.21 0.007 0.1
    白云大理岩 2870 27.65 0.29 14.79 29.60 1.45 57.52
    绿色层 2760 16.56 0.26 11.66 33.40 0.75 38.40
    矿化大理岩 2880 29.34 0.27 16.75 30.42 1.62 58.39
    磁铁矿 3730 34.80 0.31 6.11 39.95 1.53 55.51
    废石充填体 2000 0.20 0.40 0.01 18.00 0.01 0.5
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出版历程
收稿日期:  2024-05-23
刊出日期:  2024-08-15

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