mathew法在矿房结构参数设计中的应用

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1、万方数据ISSN1671—2900CN43一1347／TD采矿技术第9卷第2期MiningTechnology，V01．9，No．22009年3月MaT．2009Mathew法在矿房结构参数设计中的应用尚精华，万国春(江西金山金矿生产技术科，江西德兴市334213)摘要：阐述了Mathew法确定矿房结构参数的原理，及实际应用中的步骤。应用该方法确定了金山金矿各种采矿条件下的采场结构参数，试验性开采结果表明，矿房跨度12—16m时，顶板安全有保证，未见顶板大块片落现象，单个矿房产量显著提高。关键词：采场结构参数；暴露面

2、积；Mathew法；房柱法；水平分层充填法金山金矿为地下开采的大型黄金矿山，其矿体产状平缓，但矿体厚度及品位变化较大。矿体平均倾角220，厚度0．5—31m。主矿层下盘近矿围岩多为变安山质玄武岩、含碳千糜岩，上盘近矿围岩主要为安山质玄武岩、砂质千糜岩。矿体及其顶、底板围岩属半坚硬至坚硬完整稳固性层状岩体，．厂=6—8，矿区水文地质条件属简单类型。金山金矿主要采用房柱法回采，中段高度25m，采场一般沿走向布置，根据矿体厚度及矿岩稳固性矿房跨度7—12m，房间柱宽2．5～5m。从多年已回采完毕的矿房来看，除近地表采空区有

3、部分产生塌陷外，其它采空区稳定性良好，未见大面积垮塌现象。目前正在建设充填站，拟对部分矿段进行水平充填法回采试验。矿山现在的房柱法矿房结构参数是依据经验分析确定的，有进一步增大的可能；另从对部分充填矿山的考察来看，其矿房跨度变化较大，为10—25m之间。确定金山金矿水平充填矿房的合理跨度是有待矿山解决的问题。1Mathew法Mathew法是在NGI法的基础上发展而来，其实质是根据岩体稳定性指数，v，初步确定采场结构参数计算采场暴露面形状系数Js，将』v和S值投影到稳定性图表上即可初步判断采场稳定性；或者是根据岩体稳定

4、性指数Ⅳ在稳定性图表上求出总体稳定的采场形状系数S，在初步选定采场某一结构参数后即可确定其它结构参数与暴露面积，见图l。2用Mathew法确定合理的矿房参数2．1求稳定性指数ⅣN=Q’ABC式中：Q’——岩体质量指数；A——应力系数，取1；B——岩体方位修正系数；C——设计采场暴露面方位修正系数。Q’=(RJ，J甲)／(．，。L函)式中：JR——岩体质量指标；．，，——节理粗糙度；‘，事——节理水折减系数；'，。——节理组数；L——节理蚀变影响程度；5广一应力折减系数，取1。小稳定譬7，一，．／稳定区l，∥／／r，J

5、。，-7．，．)(．／‘／／崩落区，f，7Z，／}／1I，f0510152025采场暴露面形状系数S(2)图1Potvin修改的稳定性图表一般缓倾斜矿体房柱法采场的关键暴露面为上盘，上向水平分层法采场的关键暴露面为顶盘(矿体中)，其中R由地质勘探报告提供，．，。，．，。，_，审，．，，由地质技术人员提供。金山金矿的相关计算参数见表1—3。根据式(1)、式(2)和表l一表3的参数可计算出Ⅳ值。啪m¨毗万方数据6采矿技术2009，9(2)表1金山岩体质量指标Q’的计算参数表4房柱法上盘及分层法顶盘暴露面积形状系数表2岩体

6、缺陷方位修正系数B暴露面岩层倾角黼系数B暴露面岩层倾角鬻系数占上盘15。15。0．5顶盘15。水平0．35上盘20020。0．5顶盘20。水平0．3上盘25。25o0．5顶盘25。水平O．35上盘30。30。0．5顶盘300水平0．38表3设计暴露面方位修正系数C暴露面暴露面倾角系数C暴露面暴露面倾角系数C采场上盘15。2．2采场上盘3002．8采场上盘2002．36采场顶盘水平1．0采场卜』盘2502．562．2由Ⅳ求采场形状系数S由图1，上盘及顶盘暴露面积形状系数见表4。2．3求矿房的暴露面积S=LXLj／2(￡

7、+￡1)(3)式中：￡——矿房跨度(即宽度)，m；L。——矿房斜长(房柱法)，矿体水平长度(分层充填法)，m。金山金矿中段高度为25m，普通浅孔房柱采矿法出矿设备为30kW电耙，其有效耙距不超过60m；上向水平分层法矿房长为矿体水平厚度，由平均真厚15m计算。由公式(3)和表4可计算出房柱法和水平充填法的暴露参数，见表5和表6。表5房柱法采场结构参数东部15。3．25．47．25841813．358771东部20。3．15．27．24431713．644598东部25。3．25．47．83527315。635546东

8、部30。3．35．58．53025517．330519西部15。4．66．9lO．95863218．1581050西部20。4．26．810．44445819．644862西部25。4．66．912．53543722．835798西部30。4．77．1·13．73041126．9308073金山金矿采场结构参数的确定蓑享害薯墨裹篓裟盖；篇鲁嚣某