矿业研究与开发

作者：巩瑞杰,叶会师,张杰,马强英,路增祥,李角群

关键词：露天转地下开采;纵向分区开采;水平隔离矿柱;安全厚度;稳定性

司家营铁矿露天转地下开采工程为实现1500万t/a的采矿生产能力,采用了纵向分区开采方式,上、下采区之间需留设水平隔离矿柱.为提高矿区开采的整体稳定性,采用 FLAC3D数值模拟方法,研究了5种不同厚度水平隔离矿柱内的应力场演化特征、变形破坏发展规律和隔离矿柱厚度对露天坑地表沉降变形的影响,最终确定了该矿水平隔离矿柱的安全厚度为18m.结果表明:(1)随水平隔离矿柱厚度的增大,矿柱内集中应力显著减小,最大主应力分布趋于均匀,拉应力分布范围显著减小,主要分布在开采盘区的采场部位;(2)水平隔离矿柱内位移随着矿柱厚度的增加呈现出明显的非线性递减变化规律,较大位移产生于矿柱靠近矿体上盘的位置,当矿柱厚度为18m 时,最大位移为36.2mm;(3)矿柱内塑性区体积随着水平隔离矿柱厚度的增大呈非线性减小的趋势,当矿柱厚度为16m 时,塑性区不再连通,而当矿柱厚度达到18m 时,仅在局部出现少量塑性破坏,隔离矿柱处于安全状态;(4)露天坑表面的变形沉降量随矿柱厚度的增大逐渐减小,最大位移产生的部位与隔离矿柱发生最大位移的部位一致,当矿柱厚度为18m 时,露天坑表面沉降量为10.8mm,稳定性良好.

来源：2026年第1期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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