硬岩矿床组合型井筒保安矿柱圈定与压覆资源回采技术

作     者：刘海林 李鹏程 王雨波 LIU Hailin;LI Pengcheng;WANG Yubo

作者机构：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司安徽马鞍山243000 金属矿山安全与健康国家重点实验室安徽马鞍山243000 

出 版 物：《金属矿山》 (Metal Mine)

年 卷 期：2023年第7期

页      面：168-175页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：“十四五”国家重点研发计划项目(编号:2022YFC2904100) “十四五”国家重点研发计划青年科学家项目(编号:SQ2022YFC2900214) 国家磷资源开发利用工程技术研究中心开放基金项目(编号:NECP2023-12)。 

主　　题：充填开采 硬岩矿床 井筒保安矿柱 岩体质量等级 数值模拟 

摘      要：为合理留设硬岩矿床充填开采时的井筒保安矿柱尺寸,考虑硬质围岩的岩体质量等级和自身抗变形、抗破坏能力,在常规岩层移动角圈定方法的基础上提出了组合型井筒保安矿柱留设方案。以山东某铁矿东主井压覆资源开采为研究背景,通过现场调查与岩石力学试验开展了工程地质分区与岩体质量等级评价,根据分级结果将-250 m水平以上的Ⅱ~Ⅳ级围岩按岩层移动角圈定台体状井筒保安矿柱,-250 m水平以下Ⅱ级硬质围岩按极限距离80 m圈定圆柱形保安矿柱,同时设计了两种井筒压覆资源开采方案,即浅孔留矿法嗣后充填开采与上向水平分层充填开采。研究表明:上向水平分层充填开采对应的井筒内壁变形量为浅孔留矿法嗣后充填开采的80%,但两种开采方案引起的井筒变形均未超过安全标准。所提出的上向水平分层充填开采方案与组合型井筒保安矿柱留设法在该矿山得到了成功应用,回收矿量约400万t,可为其他类似矿山的井筒压覆资源开采提供借鉴。