急傾斜薄礦脈采空區(qū)穩(wěn)定性評價及殘留礦柱回采方案研究.pdf

1、采用空場法開采的急傾斜薄礦脈，礦房回采結(jié)束后會留下大量空區(qū)，給深部開采及殘礦回收帶來了嚴(yán)重的安全隱患。因此，對采空區(qū)的賦存狀況及穩(wěn)定性需要有一個準(zhǔn)確的判斷，保證經(jīng)濟(jì)、可靠、安全的前提下，對殘留礦柱進(jìn)行回采，是新老礦山急需解決的難題。
　　本文以漂塘鎢礦為工程實例，運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查、理論分析和數(shù)值模擬等手段，對礦區(qū)主要采空區(qū)整體的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并對空區(qū)內(nèi)頂柱與夾墻巖體的穩(wěn)定性進(jìn)行判別，提出切實可行、安全合理的殘礦回采方案，主要研究內(nèi)容

2、及成果包括：
　?。?）在現(xiàn)場調(diào)查取樣的基礎(chǔ)上，通過巖石室內(nèi)試驗，得到研究區(qū)域內(nèi)主要三種巖性的巖石力學(xué)參數(shù)。采用廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則進(jìn)行折減，得到了巖體力學(xué)參數(shù)。
　　（2）在地壓顯現(xiàn)區(qū)域調(diào)查的基礎(chǔ)上，對地壓成因深入分析，導(dǎo)致采區(qū)中、東部地壓活動明顯的主要因素有：自重應(yīng)力場、構(gòu)造破碎帶、特殊的地形地貌、不平衡開采、周邊空區(qū)影響、塌陷區(qū)地表水滲透。
　?。?）利用3D激光探測儀掃描并建立單個空區(qū)三維模型，大致了解

3、空區(qū)的規(guī)模及礦柱的超爆和欠爆情況。根據(jù)采空區(qū)調(diào)查及各中段平面圖，建立了全區(qū)采空區(qū)三維立體分布圖。
　?。?）針對影響因子權(quán)重確定過程中的存在的缺陷，引入極大熵理論，構(gòu)建多目標(biāo)規(guī)劃模型，使得權(quán)重分配更為科學(xué)合理。借助未確知測度理論處理不確定性和隱蔽性這類信息的獨特優(yōu)勢，構(gòu)建單個采空區(qū)穩(wěn)定性評價體系。并應(yīng)用于實際工程中，得到了漂塘鎢礦Ⅲ號和Ⅰ號礦體共52個采空區(qū)的穩(wěn)定性等級。
　　（5）針對急傾斜薄脈狀礦體頂柱與夾墻巖體，建立了

4、簡化的力學(xué)模型進(jìn)行分析。將尖點突變理論，引入到空區(qū)內(nèi)頂柱與夾墻系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中。從系統(tǒng)發(fā)生突變失穩(wěn)的充要條件中能夠得到，系統(tǒng)的控制變量a、b及剛度k是決定采空區(qū)是否發(fā)生突變失穩(wěn)的充要條件。
　?。?）根據(jù)殘留礦柱回采過程中存在的損失貧化嚴(yán)重的問題，提出采用上向分層膠結(jié)充填法回采。利用FLAC3D對松散廢石充填下的水平礦柱回收可采臨界厚度進(jìn)行了數(shù)值計算，最終確定31132采場至少保留7 m高的隔離礦柱，才能對上部松散充填體起到支撐作