二道溝金礦巖爆機理及防治方法研究.pdf

1、隨著我國金屬礦山逐步進入深部開采，巖爆危害愈發(fā)變得突出，其防治問題已成為急需解決的重大技術難題。為此，本文結合二道溝金礦的深部開采條件，研究巖爆發(fā)生的機理，并由此探尋巖爆預防措施與控制技術，以此保障礦山深部開采的安全生產。
　　二道溝金礦是國內典型的受巖爆困擾礦山之一，該礦為急傾斜極薄礦脈，應用淺孔留礦法與削壁充填法開采，隨采深增加，巖爆現象越來越嚴重，目前生產中段已有多個采場因巖爆而被迫中途停采，巖爆采場的頻繁出現，嚴重影響了礦

2、山生產的正常進行。為解決采場巖爆問題，本文開展了如下七個方面的研究工作:
　　(1)統(tǒng)計分析了巖爆采場在礦床中的位置以及巖爆發(fā)生部位的礦巖條件，查明巖爆均發(fā)生于受上盤楔形體作用的采場，且發(fā)生在圍巖硬度與完整性急劇變化的部位;由發(fā)生的部位、巖性條件及工作面狀態(tài)，總結出采場巖爆發(fā)生的三大必要條件，即高應力作用條件、圍巖高應變能儲蓄條件和高應變能的突然釋放條件。
　　(2)采用巷道變形監(jiān)測方法，實測了采場回采過程中其下穿脈巷道的變

3、形過程，得出了采動壓力分布曲線，并據此分析得出引起采場巖爆的高應力主要為垂直應力，該垂直高應力主要來自上盤楔形體的附加力。
　　(3)結合巖爆采場的實際條件，運用力學分析方法，建立了上盤楔形體力學模型與采場圍巖壓板失穩(wěn)模型，揭示了采場巖爆的形成過程與主要特性。
　　(4)應用巖爆傾向性理論，構建了適合二道溝金礦巖爆傾向性綜合判據的指標體系，同時采用數值模擬的方法，對礦山初始巖爆采場進行了模擬分析，得到了臨界指標值，并展示了巖

4、爆發(fā)生的過程與規(guī)律。
　　(5)本著控制與轉化巖爆發(fā)生必要條件的原則，提出了采場巖爆的防治方法，即采用卸壓和采空區(qū)充填的技術消除或減弱上盤楔形體在采場項部產生的高應力作用;采用鉆孔和錨桿支護的方法，改善圍巖高應變能儲蓄和突然釋放的條件，兩者有機結合，形成適合于二道溝金礦各類巖爆傾向性采場的巖爆防治體系。
　　(6)結合礦體條件，討論了卸壓防治巖爆的工藝與方法，并給出了卸壓工程尺寸的優(yōu)化方法。
　　(7)應用以上研究成果

5、，設計并實施了1511巖爆采場的卸壓回采試驗方案，試驗結果表明，卸壓對巖爆的防治效果顯著。對于卸壓不充分的部位，還需要采取鉆孔卸壓和弱化圍巖的措施，預期能夠順利完成整個試驗采場的回采。
　　分析表明，本文提出的消除采場頂部高應力、弱化巖體與控制應變能突然釋放相結合的采場巖爆綜合防治技術，能夠高度適應二道溝金礦的礦巖條件，可有效控制采場巖爆的發(fā)生。本文結合實際礦山總結的巖爆發(fā)生條件與防治方法，為我國金屬礦山深部開采的巖爆防治提供了新