保安礦柱的設計

1、保安礦柱的設計在特殊條件下，當不宜把主要開拓巷道布置在巖石移動范圍之外時，或者對已投產(chǎn)的礦井，因在井筒附近發(fā)現(xiàn)新礦體、礦 體向下延深使得井筒落入巖石移動范圍之內時，為了保護井筒及其建筑物，需要設置保安礦柱。保安礦柱是在井筒周圍留下一部分暫不開采的礦體，其范圍為按巖石移動角B、Y、S用作圖法圈定之，其步驟如下。(1)在平面圖上(圖 1)，過井筒中心作垂直礦層走向的剖面I-U。在該剖面圖上，從井筒兩側的受護范圍邊界起，自上而下按各巖層的移動角逐層畫出其移動線，直到與礦層的頂、底板線相交，得AB C D 四點。貝UA-B-D-C-A 即為在剖面I-U上的保安礦柱邊界。在畫巖石移動邊界線時，對位于采空

2、區(qū)下端的移動線用B角，上端的用丫角。(2) 將點AB、C、D 投影到平面圖的I-I線上，得A、B、C、D四點。設礦層形狀規(guī)則，則過這四點分別作平行走向的四條線，便得到保安礦柱頂、底板沿走向的邊界線在平面圖上的投影。(3)在平面圖上， 過井筒中心和受保護范圍邊界線，作平行礦層走向的階梯形剖面U-U。在該剖面圖上由上而下按S角逐層畫出巖石移動邊界線，與礦層頂、底板線相交于MK、G H 四點。將這些點投影到平面圖的U-U線上，得 M、K、G、H 四點。因設礦層規(guī)則，保安礦柱平面投影圖以I-I線為對稱軸，故可分別求得M、K、G、H四點，連接 H K、G M、G M、HK 得四條直線，將其延長，便得到保

3、安礦柱頂、底板沿傾斜方向的邊界線在平面圖上的投影。(4)在平面圖上，分別將保安礦柱頂、底板邊界的投影線延長相交，便得到保安礦柱圖形的平面投影圖。表 1我國部分礦山巖石移動角礦山(或礦體、米區(qū))名稱巖層性質礦體傾角()礦體厚度(m)走向產(chǎn)度及開采深度(m)米礦方法移動角()丫Y石咀子 銅礦上盤為硅質大理巖、石英斑巖,穩(wěn)固,f=8127585135（平均 6.3）走向長500 采深950留礦法嗣后充 填7070金嶺鐵 礦鐵山 區(qū)上盤為大理巖、結晶灰?guī)r,f=810下盤為閃長巖,f=812558走向長500 采深94分段鑿巖階段 米礦法、米后水 砂充填,采深小于 50m米深大于 50m50555055

4、程潮鐵 礦上盤為閃長巖、矽卡巖,f=810下盤為化岡巖、矽卡巖,f=1012462453走向長1700 采深 80無底柱分段崩 落法6868中等穩(wěn)固至穩(wěn)固錫礦山 南礦上盤為灰頁巖,中等穩(wěn)固,f=610下盤為灰頁巖,f=810東 10 中154646采深200250采深 200房柱法充填法595968696571大吉山 鎢礦石英脈狀礦床，圍巖中等穩(wěn)固至穩(wěn)固,f=81465803走向長600800采深 760留礦法 階段礦房法4681 4869冶山鐵 礦北礦 區(qū)上盤為白云巖,f=1012下盤為化岡閃長巖,f=810, 中等穩(wěn)固至 穩(wěn)固458020走向長度600無底柱分段崩開采深度落法1306585

5、云錫馬拉格礦 4#采區(qū)上下盤為大理巖化的碳酸鹽,f=8,中等穩(wěn)固40601020礦體斜長620走向長度3050方框支架充填 法687175鐵山壟 鎢礦黃 沙礦區(qū)圍巖為變質砂巖和千枚巖,基本穩(wěn)656826開采深度150留礦法616116#脈固,f=812湘東鎢 礦圍巖中等穩(wěn)固,f=1012;部分不穩(wěn)固,f=41070800.30.5走向長度8001100留礦法、充填法556575金山店鐵礦張伏山大 井1#礦體上盤中等穩(wěn)固,下盤穩(wěn)固，礦巖接觸帶極不穩(wěn)固57870.568走向長度2676（不連續(xù)）無底柱分段崩 落法、階段自然 崩落法50（石英二長巖）60（變質砂巖）60（石英二長巖）瓦房子 錳礦頂?shù)?/p>

6、盤巖石為石灰質頁巖,中等穩(wěn)固,f=6815250.20.8（平走向長度 長壁手選充填均 0.4） 6002400 法606565桃林鉛鋅礦銀孔山礦體上盤為千枚巖,不穩(wěn)固,f=35;下盤為絹綠片石英巖,穩(wěn)固,f=10123045 （平均 40）1.23.5（平均 10）走向長度750水平中深孔階 段強制崩落法p435055推算值凡口鉛鋅礦獅 嶺6#礦體上下盤巖石穩(wěn)固,f=81035401840走向長度840上向水平分層 充填法707575如果礦層或巖層形狀不規(guī)則，應該多作剖面，求得足夠多的點，把這些點連接起來，便可得到保安礦柱的邊界線。在波蘭，按照被保護對象的重要性及它們對地表變形的敏感程度，將

7、其分為四級。礦井及其提升設備屬于第二級，這一級保護目標的允許水平變形值為 3mm/m 在設計保安礦柱時，對不同級別的保護對象采用不同的巖石移動角。保護帶寬度 s=30-H/6(H采深，H 180m。保護對象級別IH山W移動角取值45 58 62 66巖石移動角的大小，與許多因素有關，主要是巖石性質、地質構造、礦體厚度、礦體傾角、開采深度、采礦方法等。對于已開采的礦山，可以通過實地觀測求得。對于新設計的礦山，一般是應用類比法，參照類似條件下礦山的實際資料選取，并綜合考慮本礦的具體條件，對所選取的值進行修正。表 1 是我國一些金屬礦山的巖石移動角資料；表2 是在完全采空條件下巖石的移動角。表 17-18 巖石移動角（在完全采空條件下）普氏系數(shù) f巖層傾角an或 礦體傾角aP（）巖石移動角（）Y0層狀巖石03355 45555531 4545 405