眼前山铁矿溜井矿石运动及井壁冲击力计算

张宝金 杨继海 陈景峰 张振江

(1.鞍钢集团矿业有限公司眼前山分公司，辽宁 鞍山 114044；2.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

0 引言

目前，矿山开采仍是国家能源的主要来源之一，随着地表附近资源开采结束，开始形成由露天开采转地下开采的趋势。溜井系统是地下金属矿山重要的工程之一，简化了运输系统，节约了成本，开采的矿石都在此集中储存和转运。不可避免的是，矿车卸矿形成的矿石流会对井壁产生一定的损伤，受到冲击及各种地质条件等环境的影响，造成溜井井壁垮塌，溜井堵塞，影响矿山的正常生产。

因此，研究矿石在溜井中的运动规律，确定矿石对井壁结构产生的冲击力大小对井壁结构进行加固补强具有重要的指导意义。目前，大量研究基于理论及数值模拟，对于现场实际的冲击情况未作详细研究，本文通过现场实测冲击产生的振动波，反演井壁支护结构所受到的应力波，并与相应的冲击理论进行比对分析，得到可以近似计算矿石冲击力的理论公式，对于指导溜井的加固补强有重要的指导意义。

1 工程概况

鞍钢眼前山铁矿为露天转地下开采的金属矿山，2#主溜井担负矿山露天转地下开采后主要矿石的转载、临储任务，是眼前山铁矿的主要工程之一。2#主溜井全长228 m，采用全断面支护。其中，-321～-331 m段为锰钢衬板支护，井筒直径4.5 m，在此段，锰钢衬板支护时常受到矿石的冲击作用，自2017年投入生产以来，先后多次发生棚堵、支护混凝土脱落等现象。……