白象山復(fù)雜富水鐵礦突水風(fēng)險(xiǎn)綜合分析與評(píng)價(jià).pdf

1、復(fù)雜富水鐵礦在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,時(shí)常伴隨著突水災(zāi)害的發(fā)生,如何有效防治日益突出的礦井突水災(zāi)害成為亟待解決的難題。本論文即依托國(guó)家“十一五”科技支撐項(xiàng)目“復(fù)雜富水礦床開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與研究”(編號(hào):2006BAB02A01),在對(duì)典型復(fù)雜富水鐵礦區(qū)-白象山鐵礦的復(fù)雜水文地質(zhì)條件進(jìn)行深入系統(tǒng)剖析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)礦區(qū)三個(gè)主要開(kāi)拓水平(-495m、450m和-390m)的突水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分區(qū)綜合評(píng)價(jià)研究,并利用FLAC3D流固耦合數(shù)值模擬軟

2、件建立了滲流條件下礦山“采場(chǎng)圍巖系統(tǒng)”的三維數(shù)值模型,探索和研究了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化確定以及不同埋深、不同地應(yīng)力和不同頂板厚度條件下的采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性和突水風(fēng)險(xiǎn)性的影響作用規(guī)律,得到了一些有益的結(jié)論和成果,為該類富水礦床的地下水災(zāi)害防治工作提供了理論和實(shí)踐上的指導(dǎo)作用。主要研究?jī)?nèi)容及其成果如下:
　　 (1)在對(duì)白象山鐵礦突水風(fēng)險(xiǎn)影響因素綜合分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法,建立了礦區(qū)突水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的模型,對(duì)突水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分區(qū)綜合分析

3、與評(píng)價(jià),確定了礦床-495m、450m和-390m三個(gè)水平的突水風(fēng)險(xiǎn)變化規(guī)律,繪制了白象山鐵礦礦區(qū)-495m、-450m和-390m三個(gè)水平的突水風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)評(píng)價(jià)圖。
　　 (2)基于三維有限差分多孔介質(zhì)流固耦合理論,結(jié)合白象山鐵礦具體情況,以下層局部疏干條件下的帶壓充填開(kāi)采為背景,選取4線以北、7線以南的“天窗”下部礦體的開(kāi)采作為評(píng)價(jià)地質(zhì)模型,建立了滲流條件下礦山“采場(chǎng)圍巖系統(tǒng)”的三維數(shù)值模型。并根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法制定了不同采

4、場(chǎng)跨度、進(jìn)路寬度、分層開(kāi)采高度和充填體強(qiáng)度類型的四因素三水平9個(gè)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)開(kāi)采模擬方案,選取項(xiàng)板最大沉降量、頂板受到的最大拉應(yīng)力和頂板塑性區(qū)最大破壞高度作為評(píng)價(jià)采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性的指標(biāo),通過(guò)對(duì)不同方案模擬結(jié)果的分析確定了最佳的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)開(kāi)采方案。
　　 (3)基于優(yōu)化確定的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)開(kāi)采條件,通過(guò)對(duì)不同埋深、不同角巖化砂頁(yè)巖頂板厚度和不同側(cè)壓力系數(shù)條件下的采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究,探索和分析了不同埋深、頂板厚度和側(cè)壓力系數(shù)對(duì)

5、采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性和突水風(fēng)險(xiǎn)性影響規(guī)律。
　　 (4)在突水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和數(shù)值模擬研究所取得的成果基礎(chǔ)上,結(jié)合白象山鐵礦的具體情況,探討了礦區(qū)主要水文地質(zhì)問(wèn)題的總體防治對(duì)策與措施,并針對(duì)白象山鐵礦主要面臨的具體水害,選取開(kāi)拓巷道遇導(dǎo)水?dāng)鄬悠扑閹У耐凰乐螁?wèn)題、“天窗”下礦體帶壓開(kāi)采頂板失穩(wěn)與突水防治問(wèn)題和不良封堵鉆孔突水防治問(wèn)題三個(gè)具體的水害問(wèn)題進(jìn)行分析和探討了其危害現(xiàn)狀與作用規(guī)律,并結(jié)合已有關(guān)于這些問(wèn)題的研究成果與認(rèn)識(shí),探索和總結(jié)了適