緩傾斜厚大礦體兩步回采地壓控制技術(shù)研究.pdf

1、礦產(chǎn)資源開采是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性支柱產(chǎn)業(yè)之一。目前礦產(chǎn)資源的開采主要采用地下及露天開采兩種方法。隨著地下開采向深度發(fā)展，必然引發(fā)礦山安全及巖體力學(xué)問題。另一方面，由于礦體包含諸多不可預(yù)見性的節(jié)理、裂隙、斷層等結(jié)構(gòu)弱面，增加了礦山安全工作的難度，容易誘發(fā)礦山災(zāi)變，有效管理和控制地壓是解決這一問題的關(guān)鍵。隨著國家對生產(chǎn)安全的重視，和高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)對礦產(chǎn)資源依賴程度增加，以及礦產(chǎn)資源不可再生的特點(diǎn)，在確保安全的條件下，提高采礦回收率，最大限度地回

2、收地下資源意義顯得十分重大。實(shí)踐證明，對于厚大礦體的開采，取消永久礦柱是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個(gè)最佳途徑。 本課題的研究涉及現(xiàn)場和室內(nèi)試驗(yàn)方面的內(nèi)容：(1)坑采范圍巖石力學(xué)調(diào)查；(2)巖石穩(wěn)定性安全等級(jí)劃分及礦體頂板巖體質(zhì)量評價(jià)；(3)充填體承載性能研究及接頂效果評價(jià)；(4)礦體、巖石及斷層、節(jié)理等結(jié)構(gòu)弱面物理力學(xué)性質(zhì)研究；(5)坑采范圍頂板穩(wěn)定性數(shù)值模型及地壓動(dòng)態(tài)分布數(shù)值計(jì)算。其中現(xiàn)場試驗(yàn)研究內(nèi)容包括：(1)開采區(qū)域坑下巖移觀測網(wǎng)建

3、立與觀測研究：(2)采空區(qū)頂板垂直方向變形觀測：(3)地壓活動(dòng)預(yù)報(bào)系統(tǒng)研究；(4)采區(qū)主要巷道變形觀測。 研究得出如下結(jié)論：(1)運(yùn)用綜合評估方法對頂板巖石進(jìn)行了安全等級(jí)劃分，為確定合理的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、回采順序、充填材料配比等提供了科學(xué)的依據(jù)；(2)開發(fā)運(yùn)用sUPER SAP有限元專用CAD系統(tǒng)，建立了新橋礦業(yè)有限公司地壓模擬的三維力學(xué)模型，預(yù)測出可能出現(xiàn)災(zāi)害性地壓活動(dòng)的危險(xiǎn)區(qū)域；(3)得出了新橋礦業(yè)有限公司坑下回采礦房在不充填

4、的條件下的最大安全跨度；(4)利用SUPER SAP分析系統(tǒng)研究了充填接頂率與充填體承載效果的關(guān)系，得出了充填接頂率超過50％以上后，采空區(qū)頂板中的最小主應(yīng)力強(qiáng)度變化不大的重要結(jié)論，該結(jié)論對于指導(dǎo)充填接頂工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；(5)根據(jù)數(shù)值模擬研究結(jié)果，指導(dǎo)建立了新橋礦業(yè)有限公司井下-180m～-230m中段地壓綜合監(jiān)測與預(yù)報(bào)系統(tǒng)；(6)驗(yàn)證了取消了連續(xù)盤區(qū)礦柱，當(dāng)前回采順序及參數(shù)的合理性，評價(jià)了充填體對地壓管理的作用，確保了回采作業(yè)