石膏开采多层重叠矿房矿柱稳定性与合理参数研究

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目前,石膏矿山的开采普遍采用房柱法,矿柱留设有的采用连续矿柱(或称矿墙),有的采用间隔式矿柱。然而我国石膏开采最大的问题便是采矿引发的各种地质灾害和事故,引起地质灾害的因素很多,包括地质条件的差异,矿柱留设,采空区支护等等。一般情况下采空区的面积高达数平方公里,整个采空区上覆岩层靠留设的矿柱支撑。影响矿房稳定的因素很多,对于房柱式而言,最主要的影响因素是矿井深度、采矿工艺、矿井开拓布局、房柱采留宽度比例以及上覆岩层性质等,在这些因素之中,房柱的采留比例是比较重要和关键的因素。本文以聚源石膏矿为依托,对多层石膏开采矿柱采留比对矿房稳定性及相关参数进行研究。  首先,对以开拓区域主要石膏层及顶底板采样并进行物理学性质试验,获得石膏抗压强度、抗拉强度、弹性模量等相关数据。对于石膏开采矿房平面尺寸的大小,其受力分析适宜采用“梁”的理论来分析,由于岩层弯曲破坏的过程是由固支梁向筒支梁发展的过程,故建立固支梁和简支梁模型对矿房稳定性进行计算并对矿柱的稳定性进行研究,对于矿房底板,采用半平面体在边界收到分布力的模型进行计算,然后通过极限强度理论对矿柱参数进行设计,最后确定石膏适当的采留比。另外通过数值模拟软件FLAC3D对于聚源石膏矿多层重叠矿房矿柱的稳定性和合理参数进行模拟,依据石膏矿的地质资料以及石膏的物理性数据建模、开挖、模拟结果,结合理论计算确定适当的采留比并确定合适的矿柱尺寸,另外对采空区垮塌的原因进行了相关探究并给出了相关方案。  对于石膏开采多层重叠矿房矿柱,不同的采留比,对矿房矿柱以及采空区的影响具有一定的规律,对于开采多层重叠石膏具有一定的参考价值。
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