金属矿山

作者：王雁杰,胥孝川,顾晓薇,朱振国

单位：东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819

关键词：露天转地下,,境界矿柱厚度,,数值模拟,,露天坑回填,,地下开采,

基金：国家自然科学基金项目(编号:52074061);辽宁省基本科研项目(编号:JYTMS20230616)。

露天坑尾矿回填转地下开采有效提高了露天边坡稳定性,同时解决了尾矿堆存引发的系列环境问题,但回填的尾矿对于地下开采境界矿柱稳定性有不利影响。针对尾矿回填工况条件下的境界矿柱厚度取值问题,提出了一种理论计算与数值模拟相结合的境界矿柱厚度科学取值方法。该方法首先通过修正K. B. 鲁别涅伊特计算公式,将边坡角度和尾矿回填高度2 个因素考虑在内,实现了境界矿柱厚度的初步取值;然后基于修正计算公式所得结果,结合Rhion-FALC3D 耦合数值模拟方法,建立三维数值模型,通过分析地下回采过程中不同厚度境界矿柱的应力、位移、塑性区变化规律,实现境界矿柱厚度取值的进一步优选。以某深凹露天铁矿山为例,对所提方法进行了应用与验证。研究表明:境界矿柱厚度自25 m 至40 m 逐渐增大时,境界矿柱底板的应力与位移呈近似线性降低趋势,位于境界矿柱范围内的塑性区面积逐渐减小直至完全消失。当境界矿柱厚度超过30 m 时,塑性区不再贯通境界矿柱,此时境界矿柱内部的最大拉应力小于岩石抗拉强度。因此,最优境界矿柱厚度应为30 m。研究成果可为该类露天矿坑回填转地下开采方案制定提供参考。

来源：2026年第1期

《金属矿山》期刊编辑部

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