弓长岭铁矿崩落法开采地压活动规律
弓长岭铁矿东南区露天井下协同开采技术研究
弓长岭铁矿东南区露天井下协同开采技术研究弓长岭铁矿东南区包含两条平行含铁带,下盘含铁带为磁铁矿,用井下开采方式先行开采；上盘含铁带为赤铁矿,用露天开采方式滞后开采。
当井下开采到+196m～+152m中段时,露天开采+448m～+388m台阶,露天与井下的工作面最大高差近300m,而且井下采空区冒透地表后,紧靠露天采场形成了规模较大的塌陷坑,使露天采场生产安全受到塌陷区岩移的威胁。
同时按原设计井下开采到+152m水平后,等到露天开采结束后才能继续向下开采,由此将造成东南区未来5-10年之间产量难以衔接。
为解决这些问题,本文利用矿山三律(散体移动规律、岩体冒落规律、地压活动规律)适应性高效开采理论,系统研究了上、下盘含铁带高落差协同技术。
首先、分析了边壁岩体片落或滑落的发生条件,得到塌陷坑边壁稳定性是由边壁岩体的强度与坑内的移动散体的侧向支撑力共同维护的结果,而这种平衡关系与散体有无陷落可归结为散体移动状态。
其次、实验研究了塌陷坑散体的流动连续性。
根据塌陷坑底部的散体和井下出矿口出露的散体的组成,综合评估了塌陷坑内散体的组成及块度分布；根据块度组成进行了结拱实验,得到出矿过程中散体结拱的临界跨径比,据此分析得出,在塌陷坑的实际宽度下,塌陷坑内的散体在下移过程中,不会发生大的结拱现象。
第三、统计分析中央区地表塌陷范围与采深的变化关系。
利用中央区上盘含铁带开采年限长,采深大以及塌陷坑发育充分的特点,统计了该区的地表塌陷范围、采深和上盘倾角的关系,结果表明,对塌陷范围大小起作用的散体柱高度一般不足整个散体柱高度的1/3,而对地表陷落范围影响极小的深部散体柱最大高度占整个散体柱高度的82%,根据这种现象,提出了临界散体柱支撑边壁岩体稳定的新概念,并分析了临界散体柱高度与矿体倾角的变化关系。
第四、分析了塌陷坑散体对边壁的支撑作用,得出塌陷坑内散体柱的主动侧压力和被动侧压力共同作用阻碍边壁岩体大面积片落,使临界散体柱形成较稳定的支撑结构,能够较好地适应侧压力的变化。
崩落采矿法[1]
![崩落采矿法[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/50c8627ea76e58fafab00394.png)
有着密切关系，并且最终将影响到采矿方法的安全，
效率和经济效果。
崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
（三）采矿方法分类
采矿方法按地压管理方法不同，分类三大类，即：
采
矿
空场采矿法
方
法
的
分
充填采矿法
类
崩落采矿法
崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
（四） 对选择采矿方法的基本要求
在矿山企业中，采矿方法决定着回采工艺，材料设备，
吊罐法 掘进天井劳动强度低，消耗材料少，工序简单，
通风好，掘进速度快。 无 底 柱 分 段 崩 落 法
崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
钻进法掘进天井是用天井钻机在预掘的天井断面内沿全深
钻一个直径200~300mm的导向孔，然后用扩孔刀具扩大到所需 断面大小。
无
该方法全面机械化掘进，安全性高，缺点是工程成本较
底
② 如果需要分级出矿或按不同品种分别出矿时，则可
柱 以适当增加溜井。
分 段
③ 如果矿体中有大量夹石，或脉外工程量大时，还需
崩 要开掘专门的废石溜井。
落
④ 在决定溜井间距时，还应当考虑溜井的通过能力，
法 以免因溜井磨损过大提前报废而影响生产。
⑤当开采厚大矿体时，大部分溜井都布置在矿体内。当
回采工作后退到溜井附近，本分段不再使用此溜井时，应将
可为150～200米。通常溜井间距可按4～5条进路布置。溜井间
距不宜过大，否则会影响到运搬效率。ZYQ-14型装运机，拖着
长风绳，行走不方便，运距长，反而降低了装运效率。 崩落采矿法[1]
第三章
崩落采矿法
无 底 柱 分 段 崩 落 法
弓长岭铁矿空场-崩落组合法采场安全防护技术
弓长岭铁矿空场-崩落组合法采场安全防护技术任美霖;任凤玉;陈晓云;郑海峰【摘要】空场-崩落组合法在弓长岭铁矿薄矿体开采中得到大量应用,该法需要采取合理的技术措施,严防采空区围岩的冒落危害.通过分析窄区冒落形式的影响因素与冒落危害的发生过程,提出根据持续冒落面积确定合理的空场出矿分段数,并使分段之间形成连续采空区的方法,控制围岩按零星冒落形式冒落;保持最下一层空场出矿分段的进路端部出矿口不敞空,防止冒落冲击危害.这2项措施有效地保障了空场-崩落组合法的安全开采条件,在弓长岭铁矿取得了良好的实用效果.%Open-stope & caving method is widely applied to recover thin ore bodies of Gongchangling iron mine. This method needs to take reasonable technical measures to prevent accidents induced by rock falling of mined area. By means of analyzing the influence factors and occurrence processes of hanging wall falling, a reasonable sublevel number of ore removals is determined according to the area of the continuous falling and a continuous mining-out area is formed among the different levels to control the formation of rock falling by small pieces. Then, it is to remain some blasted ore to block the drift outlet at the last mining level to prevent the impact of air flows induced by the rock failing. These two measures can effectively guarantee the safe mining conditions of the sublevel stope & earing method and obtain a practical effect in Gongchangling iron mine.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】4页(P8-11)【关键词】急倾斜薄矿体;空场-崩落组合法;安全措施【作者】任美霖;任凤玉;陈晓云;郑海峰【作者单位】东北大学;东北大学;弓长岭矿业公司;弓长岭矿业公司【正文语种】中文弓长岭井下矿属于沉积变质矿床,主要开采6层矿体,其中上含铁带开采4,5,6号矿体,下含铁带开采1,2,3号矿体。
铁矿采矿作业规程
铁矿采矿作业规程铁矿采矿作业规程一、一般作业规程1、地下采矿，必须按采矿设计和作业规定进行。
2、每个采场都要有两个出口，并上下相连通。
安全出口的支护必须坚固，并设梯子。
3、在上下相邻的两个中段，沿倾斜上下对应布置的采场使用空场法、留矿法回采时，禁止同时回采，只有上部矿房结束后，方准下面采场。
4、采用全面采矿法时，回采过程中应周密检查顶板。
根据顶板稳定情况，留出合适的矿柱。
5、采用横撑支柱采矿法时，横撑支护材料应有足够的强度。
要搭好平台后才准进行凿岩作业。
禁止人员在横撑上行走。
采场宽度【矿体厚度】不得超过3m。
6、矿柱必须合理的回收。
设计回采矿房时，必须同时设计回采矿柱。
本中段回采矿房结束后，应及时回采上一中段的矿柱。
7、回采过程中，必须保证矿柱的稳定性及运输、通风等巷道的完好，不允许在矿柱内掘进有损其稳定性的井巷。
回采矿房至矿柱附近时，应严格控制凿岩质量和一次爆破炸药量，技术人员要及时给出回采界限，严禁超采超挖。
8、地压活动频繁、强度大的矿井，应有专管地压的人员。
地压人员日常对全矿各地段进行监察，发现险情【如支护歪斜、破损、顶板和两帮开裂等】应及时报告，通知有关人员，并分析原因，进行处理。
个别地压活动频繁、顶板破碎、有冒落可能的采场，应由有经验的人员，每班进行检查，指导凿岩方式，避免发生大冒落。
发现冒落预兆，应立即撤出全部人员。
9、采空区应及时处理。
视采空区体积及潜在危险大小不同的处理办法。
体积大，一旦塌落会造成下部整个采场或整个矿井毁灭性伤害的，应采用充填法或及时有效地采用强制崩落的方法处理。
体积不大，或远离主要矿体的孤立采空区，可采用密闭方法处理。
密闭墙的强度应满足抵御塌落时所产生的冲击波的冲击。
10、禁止防空溜矿井，不合格的大块矿石、废旧钢材、木材和钢丝绳等杂物，严禁放入进内，以防堵塞。
放矿时，放矿工应和条场运搬工取得联系，防止其同时往溜井倒矿，矿石从溜井冲出伤人。
11、严禁人员直接站在溜井、漏斗的矿石或进入溜井或漏斗内处理堵塞。
【辽宁省弓长岭铁矿富矿成因初探】 弓长岭铁矿
【辽宁省弓长岭铁矿富矿成因初探】弓长岭铁矿【摘要】辽宁省弓长岭铁矿具有丰富的铁矿资源储备，且富矿广泛分布。
多年来该区的富矿成因存在诸多争论，本文认为，辽东地区在太古代既进入了地幔热柱演化阶段，而弓长岭地区大量铁质的来源正是该时期由地幔热柱上涌所带来的，深源铁元素以气态—气液混合态—含矿流体的形式，通过地幔热柱→地幔亚热柱→幔枝构造→有利构造扩容带，后经历里漫长的侵蚀作用，铁质呈层状沉积下来，再次接受沉降作用，直到燕山期地幔热柱再次活动，将深部形成于太古代的沉积变质铁矿抬升至地表，期间伴随着复杂的构造运动以及岩浆热液的侵入，对先前的沉积变质铁矿床进行了改造、叠加、富集，最终形成了如今铁矿床多层分布，贫铁矿与富铁矿互层分布的特征。
【关键词】地幔热住；幔枝构造；弓长岭铁矿1.概述弓长岭铁矿作为我国著名的鞍山式铁矿（条带状含铁石英岩）的命名地，其铁矿资源蕴藏丰富，但由于经历了复杂的地质作用，地质地貌产生了巨大的变化，以至于对它的成矿规律有着各种各样的看法，在主要富矿的成因上各有不同的见解，诸如“岩浆热液富化说”、“变质热液富化说”、“气化变质热液富化说”以及“混合岩化热液富化说”等。
前人的研究成果就有广泛的借鉴意义，但仍有一些值得深入探讨的问题，铁矿为何出现贫富互层，矿床为何多层分布，巨量铁质从何而来？这些问题对于研究该去富矿成因具有重要意义。
在认真学习已有成果的基础上，试图从地幔热柱多级演化的角度来探讨弓长岭地区的上述问题。
2.区域地质背景弓长岭铁矿床位于华北地台胶辽台隆太子河—浑江台陷辽阳—本溪凹陷。
区内出露地层有太古界鞍山群、下元古界辽河群、上元古界青白口系、震旦系、古生界寒武系、奥陶系及新生界第四系（图1）。
3.各观点概论与比较研究表明，该区磁铁富矿多产于贫矿之中，产状受地层控制，只有少部分出现穿插关系，矿物种类与贫矿相似，以及下含铁带也有富化及蚀变矿物等，说明富矿是在原有物质基础上改造而成的。
弓长岭铁矿上下含铁带开采稳定性研究
摇
啄兹
=
1 1
+ -
sin sin
渍m 渍m
啄r
+
2 C m cos 1 - sin
渍m 渍m
(4)
式中:啄r 、啄兹 ———围 岩 发 生 屈 服 破 坏 时 的 径 向、 切 向
应力;
根据图 3a 最大主应力结果,若开采过程中不充 填,最大主应力达到 42 MPa 以上,岩体所受压应力 过大则容易产生剪切破坏;图 3b 所示为最小主应力 结果,最小主应力超过部分岩体的抗压强度,且达到
间岩柱受到较大的应力集中影响,易发生剪切破坏,
根据图 6a 为垂直位移计算结果,图 6b 所示为
因此,采场不充填不利于上下铁带间岩柱的稳定。
塑性区分布结果。 随着下矿带开采,上矿带竖直位
3郾 2摇 充填开采计算结果
移有一定增加,但由于充填体的支撑作用,竖直位移
根据图 5a 最大主应力结果,在上矿带采场开采 增加量并不大,说明充填体起到较好的支撑作用;从
(1) 上下矿 层 开 采 后 不 充 填 时, 上 下 铁 带 隔 离 岩柱产生的塑性发生贯通,主要为剪切塑性区,说明 中间隔离岩柱受压应力较大已发生剪切破坏;上盘 岩体则存在较多受拉塑性区,说明岩体受拉应力破坏, 且通过最小主应力可知,岩体所受拉应力接近 1 MPa。
逐步开采过程中,充填体受力逐渐增大,充填体容易 发生剪切受拉破坏,因此在下矿带采场开采到一定 数量时,建议将采场跨度适当降低来进一步保证顶 板的稳定性。
摇 2021 年 6 月
第 50 卷摇 第 3 期
中国矿山工程 China Mine Engineering
·23·
弓长岭铁矿上下含铁带开采稳定性研究
垂直深孔落矿分段崩落采矿法典型方案
二、垂直深孔落矿分段崩落采矿法典型方案。
(一) 构成要素垂直落矿的分段崩落法基本与水平落矿的分段崩落法典型方案相同，不同点在于：前者是以电耙道为单元进行矿块划分的，而后者是以水平深孔的控制范围来划分的。
(1) 阶段高度——40～60米。
(2) 分段高度——10～25米（根据凿岩设备能力确定）(3) 分段底柱高度——6～8～11米。
(4) 矿块长度——25～30米（等于穿脉间距）（沿走向布置）(5) 矿块宽度——10～15米（沿走向布置时为矿体厚度）(二) 采准工作(1) 本方法采准巷道布置的特点它是下盘脉外采准布置。
即矿石运输、人行、通风、材料等采准工程都布置在下盘脉外。
阶段运输为穿脉装车的环形运输系统。
因为如果这些巷道开在脉内时，主要运输巷道将随着矿块回采而被破坏，这样认为不能保证风流畅通。
(2) 溜井布置：上两个分段采用了倾斜分支溜井。
下两个分段采用了独立垂直放矿溜井。
(3) 电耙巷道：本方法的电耙道也布置下盘脉外，使用单侧堑沟式漏斗。
(4) 人行通风天井：它不是每一个矿块都设一个，而是每2～3个矿块设置一个通风人行井，用联络道与各分段电耙道贯通，以作为人行，进风道材料的天井，并在天井中敷设管线等。
（一般是每一个采区布置一套）(5) 每个矿块的高溜井：每个矿块的高溜井都和上阶段脉外运输巷道相通，并且以联络道与各分段电耙巷道相通，作为各分段电耙道的回风天井。
（图中未联结起来，实际上是可连通的。
也可以不连通）切割工作主要包括：掘进堑沟巷道，切割巷道（指图中⑥）切割天井以及形成堑沟，开凿切割立槽等工作。
(1) 形成堑沟掘进堑沟巷道，巷道内钻凿垂直上向扇形中深孔，与落矿同次分段爆破形成堑沟。
(2) 开掘切割立槽开凿切割立槽的目的是为了给落矿创造自由面的，并提供补偿空间，切割立槽的布置形式可有三种，即：“八”字型立槽，“J”字型槽，“井”字型立槽。
1) “八”字型立槽布置（此方法用于中厚以上的倾斜矿体）①这种立槽型式适用于中厚以上下的倾斜矿体。
弓长岭井下铁矿开采规划
采 区 进 行 开 采 规 划 ，从 而 实 现 从 ２ ０ ０ ７年 的 ２ ５万 ｔ 年 递 增 到 ２ １ ０ 逐 ０ ４年 ４ ０万 ｔ ２ 的总 体 规 模 。
现状 ，核 实地 质矿产 资 源量 。
— —
统 筹 考虑 各矿 山采 区近 期 和 中长 期 的生产
能力 衔接及 工 业设 施 的充分 利用 ，合 理制 定 其发展
井 内装 备梯 子 间 、单 罐 双层罐 笼 配平衡锤 多 绳提 升
规划 目标 ，用 矿 山规划 指 导矿 山建设 和发 展 。
重要 意义 。
该 区为平 硐 竖井 开拓 ，现 有 主井 、副井 、专用 人风 井 、两翼 回风井 各 一条 ，共 ５条竖 井 。
主井 ８１ 、标 高 １ ７ 一３ ５１、深 ５ ２ｍ， Ｉ Ｔ ５～ ６ Ｉ Ｔ ２
２ 开 采 规 划 编 制 原 则
— —
井 内装 配１ 双箕 斗 、双 层 双罐 笼 各 一 套 （ 矿 ０ｔ ２ｍ。
充分 利用 各矿 山现 有开 拓运 输 系统 和技 术
车） 。箕 斗 和罐 笼 间采 用 胶板 隔离 （ 实施 中） 。在 地 表设 有 单绳 Ｏ ６ｍ提升 机两 台 ，分别用 于 提升 箕 斗 和罐 笼 ，井 底 设 有 破 碎 硐 室 。双 箕 斗 可 服 务 到
一
装备 水平 ，挖 掘现 有矿 山潜 力 ，在开 采技 术 条件允 许 情 况 下 ，强 化 矿 山开 采 强 度 ，加 大 矿 山开 采 规 模 ，力争 满足 采选平 衡 要求 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
弓长岭铁矿崩落法开采地压活动规律浅析摘要本文通过对弓长岭铁矿地质条件、开采情况以及地压活动情况的研究，从多方面总结了弓长岭铁矿崩落法采矿的地压活动规律，同时为该矿井巷布置和开采方法提出了合理建议。
关键词崩落法采矿；地压活动规律；开采建议
中图分类号tf86 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）41-0065-02
0 引言
矿产资源井下开采无论规模大小，开采时间长短，最后都会发生地压活动，这是必然的客观规律。
地压活动的发生发展，给安全生产带来了一定的威胁和危害。
其危害程度和开采区域的地质构造、开采方法，采空区管理等都有着密切的关系。
实践证明，不同的开采方法有不同的地压活动规律。
1 地质概况
弓长岭铁矿床二矿区是前震旦纪“鞍山群”沉积变质式铁矿床，位于弓长岭复背斜的北翼，矿区西端以寒岭断层为界，东端以f1断层为界，矿床由相互平行的六层矿体组成（如图1所示）。
矿石类型主要为磁铁石英岩，其中贫矿结构致密坚硬，抗压能力强，抗压强度为120mpa~260mpa。
富矿分为平炉矿和高炉矿，抗压强度为124mpa~170mpa。
弓长岭铁矿床二矿区地质构造复杂，断层种类繁多，生成的时间也不同，矿床的西北端及东南端被大的横断层切削，
矿床内横断层也特别发育，西北端寒岭横断层与复背斜西部第一大横断层其走向为北东，近于直立，引起矿体错动，但是对采准工程破坏性不大。
走向断层的走向与矿体的走向是一致的，尤其是走向逆断层沿矿体一侧通过，在断层带影响的范围内，分布有广泛的蚀变岩与矿石富化现象，走向断层带宽度一般为0.05m~5.0m，是矿液上升的良好通道，特别是富矿体内“亮滑铁”，结构松脆，对采准工程稳固性，影响较大，巷道易于冒落。
弓长岭铁矿床二矿区共分3个采区即西北采区、中央区、东南区。
中央区深井部位回采的矿体是fe6、fe5、fe4三层矿体，其中第六铁矿层是规模最大的富矿体、第五铁矿层为高炉矿、第四铁矿层为贫矿体；第四铁矿层与第六铁矿层同时进行回采，两层矿体之间的岩石为绿泥类的蚀变岩和角闪岩。
并且矿体和围岩受构造影响，其节理非常发育，尤其ne67-ne64 ne3和nw355，nw347较为突出，由于这两组节理的存在，受岩矿层面和水平节理的影响，非常易于冒顶和松脱掉块，给安全生产带来较大危害，常因此冒顶伤人（如图2所示）。
2 崩落法开采地压活动规律浅析
采用无底柱分段崩落开采倾斜和急倾斜矿体时地压活动基本规律具依受力椭球体可以分3个组成部分：矿块底部结构地压显现基本规律；围岩崩落基本规律；矿体下部压力增加的基本规律。
现分别
加以阐述。
2.1 矿块底部结构上的地压显现基本规律
由于弓长岭铁矿采用无底柱崩落法开采，所以这里从略。
2.2 围岩崩落的基本规律
应用崩落法开采倾斜和急倾斜矿体时，随着崩落矿石的放出，围岩就逐渐崩落塌陷，首先是上部岩石，以圆拱的形式向上冒落，且拱顶偏向上盘（也就是沿着最大下沉角向上冒，弓长岭铁矿最大下沉角为85°），待其达到地表，拱顶四周岩石向下滑落，形成一个崩落的楔形体，并随着开采深度的增加楔形体逐渐下滑，形成陷落带。
由于回采阶段不断下降，致使上下盘围岩失去支撑，并以棱柱体形式向矿体方向滑动。
棱柱体内虽有裂缝，但仍是一个完整体。
在地表发生多条裂缝（这些裂缝受其地质构造面控制），并形成下沉台阶。
地表这些裂缝都是沿原走向逆断层和斜交走向断层开裂，岩石崩落角随着开采深度的增加而逐渐减小，下盘围岩到一定深度后停止崩落，而上盘围岩一直崩落到和岩石内摩擦角相等或更大些才停止崩落,此时称为临界崩落深度,再往深部崩落角反而变陡，并只发生冒落拱，其冒落高度达不到地表。
由于崩落矿石和围岩自重的作用及上下盘滑动棱柱体的综合作用，再加此区域地段构造复杂，在绿泥片岩中还有透镜体这些都近于散体状态，极易产生松脱冒落。
在已掘13万延米的采准巷道中，现
已有1.3万延米巷道发生了冒落现象，严重影响回采工作正常进行。
2.3 矿体下部压力增加的基本规律。
采用崩落法开采的矿山，当开采深度大于300m~400m时，在回采工作面影响范围内，位于下盘岩石靠近矿体的沿脉巷道就会遭到破坏，是因为下盘岩石不仅受崩落矿石重力作用，而且还要承受上盘滑动棱柱体经崩落的矿石和岩石传递到下盘围岩压力，发生应力集中，在这种情况下，应将运输巷道布置在离矿体稍远些，以避开支撑压力区，离矿体的距离，应根据实际经验，或用实测方法来解决。
弓长岭铁矿目前-100m~-160m间的沿脉巷道，恰好布置在应力集中区内，但也有的布置在fe4层铁中，该铁矿层宽度和巷道宽度相等，由于上下盘应力集中和巷道两角剪应大，又因为fe5和围岩接触为断层接触，因此，产生冒顶和沿fe5铁矿层下滑。
例如井下-100m 六号井附近下盘巷道，由于上盘滑动棱柱体的挤压作用，使该巷道呈三角形，最后被挤压崩落碎块充填巷道，使巷道遭到破坏。
3 结论
本文结合弓长岭井下铁矿中央区无底柱分段崩落法开采地压活动，通过岩石力学分析，并结合该矿多次发生大型地压活动现象，分析探索了弓长岭铁矿地压活动规律，通过采取技术措施和各种管理手段，有效地控制了地压活动，总结了弓长岭铁矿崩落法采矿的地压活动规律。
参考文献
[1]程裕淇.中国区域地质概论[m].北京：地质出版社，1994.
[2]张湖.辽宁寒岭断裂的晚期活动[d].中科院地质所和国家地震局地质所.前寒武纪论文集[c].北京：地质出版社，1982：65-75.。