不同回采速率下深埋礦柱的動態穩定性分析

韓華燁，周志偉，嚴 鵬

(1. 武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，湖北 武漢 430072；2. 武漢大學水工巖石力學教育部重點實驗室，湖北 武漢 430072； 3. 鞍山五礦陳臺溝礦業有限公司，遼寧 鞍山 114051)

深埋礦山最常使用的回采方法是房柱法或房柱嗣后充填采礦的方法[1]，開采時，通過預留礦柱支撐頂部巖體以保證采場結構的穩定。然而，隨著淺層礦山資源的枯竭，采礦已經逐漸向深部發展[2]，進而暴露出動力破壞乃至強沖擊地壓等新問題[3]，采場結構穩定性更加難以保證。合理的回采方式選擇已經成為深埋礦山開采的焦點問題，開展相關研究將具有重要的理論意義和工程價值。

國內外學者針對礦柱穩定性分析進行了大量的研究工作。如張紹周等[4]基于壓力拱理論建立了礦柱-頂板破壞模型，分析了大紅山鐵礦空區礦柱的穩定性，并優化了采場結構參數；王昱凱[5]等利用FLAC3D數值分析軟件，通過巖石穩定性評價和類比法分析，提出了對礦柱底部巷道的穩定性對策措施；龐奇志等[6]根據礦柱回收開采期間的安全監測反饋結果，指導了后續充填工作，有效控制了采場內的地壓。然而，這些工作都是基于靜態計算展開研究的，忽視了礦體回采礦柱形成這一過程的動態開挖效應。Li等曾在文獻[7]指出，采場預留礦柱的穩定性分析不能忽視爆破擾動和卸荷擾動等動態擾動影響，在高地應力條件下，這種作用更強，將嚴重影響采場的結構的穩定[7]。目前，關于礦柱受動態擾動的研究較少且不夠深入，礦體回采速率(也即礦柱形成時間)這一因素的影響也經常不被考慮，基于此，本文開展了相關的研究工作。……