深部开采过程中隔离矿柱承载机理及厚度优化

王文军¹，徐帅³，吴超³，于清军⁴

1. 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司3. 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室4. 赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司

摘 要：深部开采是未来矿产资源开采的必然趋势。深部开采过程中高地应力极易诱发岩爆、大变形、大体积塌方等工程灾害。浅部开采形成了大量采空区、甚至地表塌陷等严重影响着深部资源安全开采。以某铅锌矿浅部开采存在大量采空区、地表已经出现塌陷以及深部存在大量矿体为背景,提出在采空区下方预留原岩隔离矿柱来隔离浅部与深部开采,保证深部采矿方法转换,实现深部资源安全开采。借助理论分析、数值模拟,开展原岩矿柱厚度计算,结果表明25 m厚的原岩隔离矿柱满足安全需求。通过相似材料物理仿真实验和利用梯度加载的方式,实现原岩隔离矿柱作用机制分析,揭示了原岩隔离矿柱承载作用。研究成果可以为类似矿山深部矿体安全高效开采提供有益的借鉴。

关键词：深部开采;原岩隔离矿柱;承载机理;厚度优化;