弓长岭铁矿崩落法开采地压活动规律浅析

【前言】弓长岭铁矿崩落法开采地压活动规律浅析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。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12...

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.