矿业研究与开发

作者：李胜,荣辉,张杰,马强英,路增祥,李角群

关键词：露天转地下开采;坑底境界矿柱;矿柱结构系统;重度增加法;失稳特征

司家营铁矿露天转地下开采工程采用空场嗣后充填采矿法,需留设水平隔离矿柱以实现露天与地下开采系统的隔离,从而确保地下开采的安全.为提高矿区开采的整体稳定性,基于重度增加法,研究了露天坑底境界矿柱厚度为45m 和盘区间柱宽度为20m 时,重力加速度对露天坑底矿柱结构系统的应力场、位移场和塑性区分布的影响.研究结果表明:(1)初始重力加速度下,矿柱结构系统基本处于稳定状态,随着重力加速度的增加,矿柱结构系统应力集中现象不断增强,当重力加速度增大到初始重力加速度的2倍时,最大主应力达到了56.98MPa,拉应力分布范围也随着重力加速度的增加逐渐扩大,最终拉应力会达到岩体的抗拉强度;(2)初始重力加速度下,矿柱结构系统的最大位移量为259mm 且分布范围较小,处于稳定状态,随着重力加速度的增大,位移量呈指数型增长态势;(3)矿区N22~N26勘探线范围的坑底境界矿柱与盘区间柱是易发生失稳的高风险区域,很可能引发多矿柱连锁失稳破坏问题;(4)在矿山设计与开采过程中应采取增大盘区间柱承载能力和提高N22~N26勘探线范围内采空区充填质量等措施,以确保司家营铁矿露天转地下开采安全可靠.

来源：2025年第7期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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