馬坑鐵礦一期工程采空區(qū)穩(wěn)定性研究.pdf

1、礦床的地下開采通常會(huì)留下眾多的采空區(qū),若不及時(shí)處理,會(huì)對(duì)礦山的安全生產(chǎn)和周邊居民的正常生活構(gòu)成威脅。在對(duì)采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上才能科學(xué)合理地處理采空區(qū)。本文以馬坑鐵礦一期工程遺留的眾多未處理的采空區(qū)為研究對(duì)象,在收集、查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,通過相似材料模擬和FLAC3D數(shù)值模擬兩種方法對(duì)采空區(qū)穩(wěn)定性進(jìn)行綜合分析研究,并提出相關(guān)的處理方案。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)收集、整理礦山所提供的采空區(qū)資料,對(duì)一期工程所遺

2、留的采空區(qū)群的分布狀況、幾何參數(shù)、空間形態(tài)進(jìn)行整理分析,并通過弱化巖石力學(xué)參數(shù)的方式確定巖體力學(xué)參數(shù)。
　　(2)為保證相似模擬實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確可靠,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相似材料配比實(shí)驗(yàn),得到了模擬材料配比,其中,礦體模擬材料配比為573＃,圍巖模擬材料配比為673＃。
　　(3)為了研究自重力作用下馬坑一期工程所遺留的采空區(qū)群的穩(wěn)定性及下部礦體回采對(duì)上部空區(qū)穩(wěn)定性影響,通過相似材料模擬實(shí)驗(yàn)得出下部礦體的回采使得上部空區(qū)頂板的拉應(yīng)力增大,

3、頂板下沉、底板上浮現(xiàn)象更加明顯等規(guī)律;并結(jié)合采空區(qū)穩(wěn)定性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知390中段回采完畢后采空區(qū)群的穩(wěn)定性等級(jí)為Ⅳ級(jí)。
　　(4)利用有限差分程序FLAC3D建立了采空區(qū)三維模型,通過塑性區(qū)分布及危險(xiǎn)系數(shù)綜合分析得出390中段回采完畢后采空區(qū)群的穩(wěn)定性等級(jí)為Ⅳ級(jí);通過研究采空區(qū)的最大主應(yīng)力、剪應(yīng)力分布規(guī)律及豎直位移得出下部礦體的回采會(huì)使上部空區(qū)頂板的拉應(yīng)力增大,頂柱及間柱的剪應(yīng)力增大等規(guī)律。
　　(5)綜合相似材料模擬及數(shù)值模