在地表不允許陷落地區進行地下開采時的地壓控制一直是礦山關注的重要課題之一。水銀洞金礦由于全尾砂充填的全面應用還有待時日，為避免或降低開采引起的巖層移動對地表的影響，一直采用砼磚砌體的人工礦柱支撐礦體開采后留下的空區。由于前期的砼磚礦柱的設置存在礦柱砌筑隨意、支護成本較高等問題，有必要開展專項研究工作對砼磚支護進行優化，使砼磚礦柱的尺寸更加科學、合理，達到技術經濟的最優化。圍繞該目標，課題主要開展了如下工作： ①廣泛調研分析了國內外礦柱實踐的理論研究和實施現狀，結合水銀洞金礦砼磚礦柱的實際情況，分析指出了水銀洞金礦砼磚砌體人工礦柱存在設置隨意、不規范，缺乏系統科學指導和整體設計等問題，并分析了影響礦柱穩定性的因素。 ②全面調查了水銀洞金礦的開采現狀、地壓顯現規律及砼磚支護現狀，在補償面積礦壓理論的基礎上，計算了水銀洞金礦各線采場的有效覆巖厚度，并分析了影響采場礦壓的主要因素。 ③全程調查、觀測、分析、總結了采場小礦柱方案的實施效果；測試了水銀洞金礦砼磚力學強度；應用砌體結構理論和Lunder礦柱強度理論分別計算了砼磚礦柱的強度；分析了支護率與礦柱施加荷載及所需礦柱強度之間的關系；在此基礎上，提出了小型礦柱的不合理性，并且用有限元分析小礦柱的受力情況，驗證小礦柱的抗壓強度不夠。通過有限元優化砼磚礦柱的寬高比，進而提出采場砼磚礦柱優化方案，主要包括：近水平礦體的均勻礦柱、傾斜礦柱方案和厚大礦柱方案。 ④對優化方案的實施效果及其存在的問題進行了總結評估；根據水銀洞金礦礦壓前期觀測結果，提出了水銀洞金礦有效覆巖應力的折減計算方法；基于礦柱安全系數的定義，分析了安全系數和礦柱強度、有效覆巖應力和支護率之間的關系；進行了方案的技術經濟分析和比較，指出在水銀洞金礦現有條件下，通過采取增加礦柱強度的方式降低支護率沒有經濟技術上的優勢。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：TD355
【部分圖文】：

4圖1.1 采場工作面上方形成的壓力拱Fig1.1 Pressure arch formed by the top of the stope face如果采寬大于 LPA，荷載分布會變得很復雜。該理論經過多年討論，認為主要問題在于未考慮巖體內部力學特性(如 C 和 值，巖體結構面等) 和礦柱分布位置的影響。優點是直觀，簡便。因此，有人提出用簡化的太沙基理論代替式( 1.2) ，并成功解釋和解決了大量實際問題。補償面積理論（經典荷載理論）認為礦柱承擔了上覆巖體所有重量，且只受垂直均布應力作用，而且在采區范圍內保持為常數，則礦柱所承受平均荷載為：( )( ) ( )P = γ HL+ba+bL a（1.3）式中，P—表示礦柱所承受的平均荷載

本文研究技術路線

金屬工業科學技術獎二等獎、貴州省年度公益事業特別貢獻獎、貴州省人民政府科學技術進步獎二等獎、福建省科學技術二等獎；多彩貴州100強第48名、貴州省慈善先進單位等多項榮譽。2.2 礦區概況2.2.1 礦山位置與交通礦區位于貞豐縣北西直距 20km 處。地理座標：東經 105°30′00″～105°34′00″；北緯 25°31′00″～25°33′00″。礦區中部隸屬貞豐縣小屯鄉，東部屬貞豐縣長田鄉，礦區西端部分屬興仁縣回龍鎮所轄。礦區面積 34.14km2。水銀洞金礦至小屯水庫的礦山水泥公路已經開通，距離 7 km。小屯水庫至龍場鎮通鄉級公路，距離 6km。龍場至貞豐縣通公路(瀝青路面)，距離 20km。龍場經卡子至回龍通公路，距離 18km。回龍至貴陽(干線公路)，距離 250km。回龍至最近鐵路貨站——貴昆鐵路么鋪站 130 km，交通方便。礦區屬云貴高原，海拔 1309～1600m，相對高差近 300m，一般多在 100～200m間，從總體上看西高北低，山脊呈東西走向。
【參考文獻】

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本文編號：2886990