某硬巖礦山無階段礦柱開采巖爆誘發(fā)傾向及失穩(wěn)控制研究.pdf

1、早期用空?qǐng)龇ɑ夭傻牡V山，經(jīng)過多年的開采，遺留下大量采空區(qū)，引發(fā)地表塌陷等地壓活動(dòng)，誘發(fā)巖爆等各類地壓災(zāi)害，給礦山帶來嚴(yán)重的安全威脅。因此，準(zhǔn)確判定圍巖的巖爆傾向性和安全經(jīng)濟(jì)的治理采空區(qū)，做到巖爆與空區(qū)防治同步，保證礦山的可持續(xù)開采，是多數(shù)硬巖礦山迫切需要解決的重大技術(shù)問題。
　　本文以某鉛鋅礦為工程實(shí)例，運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析、正交試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段和方法進(jìn)行巖石巖爆傾向性判定和膠結(jié)充填體礦柱高度優(yōu)化研究，主要研究內(nèi)容

2、及成果包括：
　?。?）在現(xiàn)場進(jìn)行巖爆情況調(diào)查，采集了6種主要圍巖巖樣，進(jìn)行力學(xué)參數(shù)測試，利用廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則進(jìn)行折減，得到了各類型巖石和巖體的力學(xué)參數(shù)，為后續(xù)的計(jì)算和分析提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。
　?。?）通過測試與計(jì)算，得出6種巖石的彈性能量指數(shù)WET、沖擊能量指數(shù)WCF、有效沖擊能量指數(shù)W、脆性系數(shù)K和最大儲(chǔ)存彈性應(yīng)變能指標(biāo)Es等5種巖爆傾向性指標(biāo)值。將5種巖爆傾向性指標(biāo)值算術(shù)相加，提出了巖石巖爆傾向性綜合判定

3、指標(biāo)R。利用該指標(biāo)可以準(zhǔn)確的判定巖石的巖爆傾向。
　?。?）將巖爆控制與空區(qū)治理相結(jié)合，提出將現(xiàn)有的采礦方法改為分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘?。劃分?biāo)準(zhǔn)礦塊進(jìn)行回采，回采結(jié)束后，先充填1:4尾砂膠結(jié)充填體礦柱，上部在用1:10尾砂膠結(jié)充填體全部充填，保障礦山的安全、可持續(xù)回采。
　　（4）分析得出影響膠結(jié)充填體礦柱高度的主要因素是跨度l，上部載荷q，充填體容重?、內(nèi)摩擦角?和內(nèi)聚力c。通過數(shù)值模擬正交試驗(yàn)，得出，膠結(jié)充填體礦柱高度與跨度

4、、內(nèi)摩擦角呈非線性增函數(shù)關(guān)系，與內(nèi)聚力呈非線性減函數(shù)關(guān)系，與上部載荷呈線性增函數(shù)關(guān)系，容重對(duì)膠結(jié)充填礦柱高度基本沒有影響。
　?。?）經(jīng)過單因素變化和多因素組合回歸分析，建立出多因素組合影響下膠結(jié)充填體礦柱高度的數(shù)學(xué)預(yù)測模型。該模型具有一定的普適性，對(duì)其他類似工程具有參考和借鑒價(jià)值。
　?。?）結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，選取3-6＃礦體的43、45和49勘探線剖面建立計(jì)算模型，進(jìn)行數(shù)值模擬。得出，按照預(yù)測高度進(jìn)行充填的方法，能在回采過程