基于漏风特性的覆盖层合理级配与厚度研究
2021-04-17张延国
中国矿业 2021年4期
张延国,高 锋
(1.中钢石家庄工程设计研究院有限公司,河北 石家庄 050021;2.山西工程技术学院矿业工程系,山西 阳泉 045000)
0 引 言
露天矿山是金属矿石产品的主要来源,近年来随着露天矿山矿石资源日益枯竭,许多矿山相继转入地下开采。地表允许塌落的大中型矿山地下开采优先选择无底柱分段崩落法,以满足产能平稳过渡、提高矿山产能的需要[1]。该方法要求在露天坑底与地下采场之间形成一定厚度的覆盖层,起到防冲击地压、阻滞渗水、减少采场漏风、防寒保暖、防泥石流的作用,同时形成满足工作面挤压爆破与端部放矿的条件[2]。覆盖层碎岩的级配与厚度不合理会造成严重的漏风,降低工作面的有效风量,使工作面风流紊乱,降低风机效率,不利于扬尘的排出,甚至出现扬尘倒流,威胁工作人员健康,严重影响采掘作业,降低采场生产能力[3]。因此,基于覆盖层漏风特性确定覆盖层的合理级配与合理厚度是露天转地下开采工艺的关键。
目前,许多学者研究了露天转地下覆盖层的漏风特性。张亚宾等[4]基于多空介质流体力学理论研究得出覆盖层厚度与漏风系数的关系。杜翠凤等[5]通过实验室相似模拟实验,建立了覆盖层碎岩孔隙率与渗透性、漏风量的关系,得到大冶铁矿抛尾矿颗粒形成的覆盖层高度应为21.1 m。卢宏建等[6]研究了杏山铁矿的覆盖层厚度,得出高台阶一次翻卸形成的覆盖层结构与粒度组成,实际应用表明,覆盖层显著控制了采区漏风量。……
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