永平铜矿露天转井采过程中的岩石力学问题.pdf

重 重 圈 露 天 采 矿 技 术 2 o o s - - g 3 期 1 9 永平铜矿露天转井采过程中的岩石力学问题 陈华 ， 黄真劲 江西铜业股份有限公司永平铜矿，江西 铅山 3 3 4 5 0 6 ⋯． 9 窑 为 合 矿 嚣 辜 妻 耋 篓 1 0 0 0 0 t／ d o 釜 紊 ． ‘ ，下 蒿 J、 曼 篓 墅 f墨 。 苎 ‘ j 7 _禾 雨 。 二 幂 目 ．8 0 r c ． 采 范 ’ 毒 二 ， 蒿 主 围 还 要 继 续 往 下 延 深 ，计划 1 0 年左右开采到一 5 0 n l I。“-4 二⋯⋯ ⋯ ⋯⋯一 ⋯ 一一⋯⋯ ⋯ 小 十 O ．一 ， 一 矿 体 形 态 以 似 层 状 为 主 ， 透 镜 状 次 之 。 在 各 矿 带 露 深 冀 星 或 同 菁 二 至 篓 ，J、 茎 二 ． t，／ ．d 竺 孽 苎 要 。 。 差 ； lJ、 幂 。 。 v I‘ 矿 山 持 续 稳 产 ，需进行地下开采 的设 体 氧 ” 。 。 ⋯。一。 ， 。 ， 化作用而形 成氧化带 铁帽、 氧化铜矿石 和混合带， ．， 。 堡 1 0 ，0 00 竺 塑 鉴 篓 苎 ，。使 ” ⋯ ” 。 ” 竺 量 兰 熹 譬 挈 。 一 J Ut 薹 规 模 最 大 ， 占 全 区 铜 金 属 量 的 嫠 曼 坑 78 设 计 ，因 此 必 须 开 展 相 应 的 岩 石 力 学 问 题 的 研 究 。 蕃 胃 L出 ‘ ， 。 ； 表 1 矿岩物理力学性质表 1 0 0 m标高以下矿体及围岩多为 I 类岩石 即岩 石致密坚硬 ，各 向异性较小 ，最小抗压强度 5 8 ． 8 M P a ， 凝聚力 1 9 ． 6 M P a 包括混合岩 ， 硅化砂岩、 矽 卡岩、 似斑状黑云母花岗岩 ， 石英斑岩等 ， 整个深部 收稿 日期 2 0 0 8 一 O 1 1 6 作者简介 陈华 1 9 7 6 一 ， 江西临川人 ， 助工， 大学本 科 ， 主要从事采矿技术的研究与管理工作。 坑道系统工程地质条件 良好 ， 局部地段 ， 如上混合岩 与石炭系间即 F 1 断裂带 ， 部分地段有 5 ～1 5 m挤压 破碎带 ； Ⅳ矿带 由于石英斑岩沿 F 2断层贯人 ， 因挤 压形成了 Ⅱ2 软弱带 。 1 1 线以北开采Ⅶ矿带 ， 将通过 特别不稳定的采空岩溶区的松散体，均将造成局部 坑道 的不稳定 。 下转第 4 4页 维普资讯 4 4 露大米矿硬不 2 0 0 8 年第3 期 达 1 6 0 0万元 ， 应用卡车架线辅助供 电系统后 ， 因为 运行效率的提高， 4台 1 0 8 t 卡车可达到 5台 1 0 8 t 卡车的运量 ， 保守估计 以节约燃油 1 ／ 3计算 ， 一年就 可节约燃油费 5 3 3万元 ，还不包括其他间接的的经 济效益。S F 3 1 9 0 4电动轮卡车如采用西门子 6 R A 7 0 型直流调速器进行柴 油一 架线 双能源 改造 ，每 台 6 R A 7 0型直流调速器的售价为 1 3万元。 在采煤环节 刁 每 彳 应用卡车架线辅助供电系统取得成功后 ，还可推广 到土方剥离环节 ，那样露天矿的总体燃油消耗将减 少一半， 大大减少对燃油的依赖， 会给我矿带来更为 可观的经济和社会效益。 参考文献 [ 1 ]段家典． 柴油一架线双能源 自卸车的探讨 [ J ] ． 冶金设 备， 1 9 9 2 ， 1 1 7 2 1 ． 上 接第 1 9页 根据岩石岩溶 、 裂隙发育情况及其富水性 ， 划分 成 4个含水带 ， 即风化裂隙含水带、 石炭二迭系采空 岩溶含水带 、 石炭二迭系灰岩岩溶含水带 、 石炭系裂 隙含水层。 矿区内岩层富水性弱， 矿床顶底板为非含 水的混合岩。 主要充水因素为石炭二迭系采空岩溶含 水带及石炭系 含矿带 裂隙水 ， 区内无大地表水体 ， 大气降雨为地下水主要补给来源， 大部分矿体高于侵 蚀基准面 ， 矿坑水大部分可以自然排泄。 矿区水文地 质条件较简单。坑 内正常涌水量 1 0 0 0 0 m3 ／ d ， 最大 涌水量 3 0 0 0 0 m 3 ／ d 。 2 ． 2开采范 围 本次初步设计地下开采范围为露天开采境界 以 外的矿体部分 ， 主要有 Ⅱ号矿体和Ⅳ号矿体。 南露天 坑底标高 4 6 m 已闭坑 ， 北露天坑底设计标高一 5 0 m， 现采到 8 0 m标高。根据矿体赋存条件 ， Ⅱ号矿体北 段主要赋存于一 5 0 m至一 2 0 0 m标高之间 ， 一 2 0 0 m标 高以下储量逐渐减少； 1 I 号矿体南段主要赋存于 5 0 m至一 1 0 0m标高之间；I V 号矿体主要赋存于 2 0 0m 至- 2 0 0 m标高之间。因此 ， 地下开采范围为 Ⅱ号矿 体北 段一 5 0 m至一 2 0 0 m标高 ； 1 I 号矿体南段 5 0 m 至一 1 0 0 m标高 ； 1 V号矿体 2 0 0 m至一 2 0 0 m标高 。 3 岩石力学研究工作建议 井巷开挖 、 采矿活动都将不 同程度地破坏岩体， 造成岩体、 水体、 地表建筑物的不稳定 。而岩石力学 的根本任务则是查清其不稳定因素相互影响的实质 和相互影响的程度， 找出解决问题的途径。永平铜 矿在露天开采期间 ，分别有针对性地进行 了大量的 边坡稳定性研究。 地下开采系统建成投产后 ， 永平铜 矿将会出现露天地下 同时开采的局面，两者间的相 互关系及其影响程度应进行专题研究 。随着矿 山开 采深度的增加， 必然会出现一些工程地质问题， 对矿 山开采造成一定的影响 ， 因此 ， 建议开展以下的岩石 力学工作 1 进行矿区岩体构造的调查。 随着开采深度的 增加进行深部岩体节理构造调查工作， 查清影响矿、 岩稳定的主要构造。 当巷道掘进和采矿工程进行时， 增加矿体和围岩的节理构造调查工作 ，特别要研究 易发生塌陷和冒落地段的节理构造和特征。 对贯通多 中段的大节理、 Ⅱ、 Ⅲ级构造或破碎带更需注意。 2 进行岩石物理力学参数试验。 表 1 列的岩石 力学指标大部分来源 于露天开采时进行 的边坡研 究 ， 相对取样深度较浅 ， 后续的地质报告中完成的岩 石物理力学性质试验较少。建议矿山补充一定数量 的、在矿区有足够代表性的围岩及矿体试样的物理 力学性质测定， 从而得到各类岩石 的抗压强度 、 抗拉 强度、 抗剪强度 、 弹性模量 、 泊松比、 内聚力及内摩擦 角等参数，以便进行露天地下联合开采的稳定性分 析及采场结构参数的优化。 3 进行矿区原岩应力测量。 矿区原岩应力场数 据是评价矿岩及采矿工程稳定性和井巷工程设计的 主要依据 。建议矿山在有条件时， 进行矿区原岩应 力测量工作， 搞清矿区最大 、 最小主应力的大小 、 方 向， 这样不仅便于更准确地分析地下开采与露天开 采 的相互影响， 而且有利于采场结构 、 井巷工程布置 及硐室工程的设计优化。特别是随着开采深度的增 加 ， 地压问题的出现会直接影响采矿工程的稳定性 。 4 矿区稳定性分析及采场结构参数优化。 建议 矿山针对露天 、 井工联合开采间的相互影响 ， 即边坡 及井工开采的工程稳定性问题进行专题研究 ，以确 保证联合开采期问的生产安全。对此次初步设计采 用 的采矿方法进行采场 的开采顺 序及结构参数优 化 ， 减小深部开采地压对采掘工程稳定性的影响。 参考文献 [ 1 ] 吕 俊伟． 抚顺西露天矿地质灾害防治[ J ] ． 露天采矿技术 ， 2 0 0 7 ， 4 2 9 3 2 ． [ 2 ] 孟建华， 李希耀， 杨洪海． 边坡蠕动变形失稳的动态控制 [ J ] ． 露天采矿技术， 2 0 0 7 ， 3 3 - 5 ． [ 3 ] 谷德振． 岩体工程地质力学基础[ M] ． 北京 科学出版社 ， l 勺 r 7 9． 维普资讯