深井金屬礦床高效開采及地壓監(jiān)控技術研究.pdf

1、大規(guī)模開發(fā)深部金屬礦產(chǎn)資源，是我國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大前沿課題之一。針對冬瓜山銅礦深井開采關鍵技術問題，結合“十五”國家科技攻關課題“復雜難采深部銅礦床安全高效開采關鍵技術研究”(2004BA615A-04)，采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗相結合的方法，對深井金屬礦床高效開采與地壓災害監(jiān)控關鍵技術進行了深入系統(tǒng)的研究。 (1)針對冬瓜山礦床初步設計推薦的采礦方法所存在的技術問題，開展了深井高應力環(huán)境下、緩傾斜特大型金屬礦

2、床采礦方法優(yōu)化研究。優(yōu)化了盤區(qū)和采場布置方式，簡化了采準工程，降低了采切比；確定了合理盤區(qū)隔離礦柱寬度和采場結構參數(shù)，提出了長進路雙采場塹溝式底部結構，形成了以暫留隔離礦柱階段空場嗣后充填采礦方法為核心的深井緩傾斜金屬礦床大規(guī)模安全高效開采方法，有效地突破了初步設計推薦的采礦方法存在的技術瓶頸。 (2)采用數(shù)值模擬分析的方法，結合冬瓜山銅礦的具體開采技術條件，研究提出了深井大盤區(qū)、大采場、大產(chǎn)能緩傾斜厚大礦體安全高效開采合理的回

3、采順序，以確保礦山具有持續(xù)穩(wěn)定日產(chǎn)萬噸的生產(chǎn)能力和回采過程安全。 (3)設計并構建了服務于回采區(qū)域關鍵地點和重點工程的圍巖應力應變監(jiān)測系統(tǒng)和服務于整個回采區(qū)域的微震監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了深井開采巖爆與地壓災害致災環(huán)境的網(wǎng)絡化實時監(jiān)測。 (4)開展了基于微震監(jiān)測的深井開采地壓活動規(guī)律研究。圈定了首采地段不同時段的地壓活動集中區(qū)域，研究獲得了井下不同震動檢測波形的特征和成因；采用量化地震學原理研究了開采巖層的應力變形強度分布，評價

4、了現(xiàn)有開采條件下盤區(qū)隔離礦柱和回采采場的地壓活動狀況及其穩(wěn)定性。提出了不同類型震動波形的分類識別和處理日常地震信號波形的方法，提高了地震信號處理速度和準確性。 (5)通過對微震監(jiān)測數(shù)據(jù)的研究，揭示了現(xiàn)有開采條件下首采地段開采誘發(fā)的地壓活動時空變化規(guī)律。研究表明，目前的地壓活動主要是由采掘活動引起，首采地段地壓活動集中區(qū)與采掘工程相對應，在時空上隨采掘活動的改變而發(fā)生變化；隨著回采和采準工作的進行，應力不斷地重新分布，應力和變形是

5、波動的。目前累積位移量和應力都較小，說明地壓活動較弱，總體來看，巖層是穩(wěn)定的。 (6)結合冬瓜山銅礦采礦巷道不同的圍巖特性和工程部位，研究確定了采礦巷道(硐室)巖體失穩(wěn)破壞的主要模式，提出了對于不同的巷道進行有效支護的不同方法和有關參數(shù)。 (7)根據(jù)充填對地壓控制的作用機理，結合冬瓜山銅礦開采實際，研究確定采用高濃度全尾砂料漿充填采空區(qū)，以有效地控制開采引起的地壓災害。通過全尾砂充填料漿配比和強度試驗研究，以及對采場充填