紅透山銅礦深部開(kāi)采巖爆傾向性及監(jiān)測(cè)控制研究.pdf

1、巖爆是堅(jiān)硬脆性巖體在高應(yīng)力集中區(qū)發(fā)生的，源于彈性能突然釋放，伴有可感知聲響，以動(dòng)態(tài)彈射或崩潰拋擲破壞為典型表現(xiàn)形式的特殊地壓顯現(xiàn)。巖爆發(fā)生機(jī)理研究，特別是巖體巖爆傾向性研究一直是國(guó)內(nèi)外巖石力學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。如何應(yīng)用有效的技術(shù)手段，系統(tǒng)研究巖爆孕育過(guò)程中前兆信息及活動(dòng)規(guī)律，在此基礎(chǔ)上針對(duì)有高巖爆傾向性巖體，開(kāi)展地壓災(zāi)害監(jiān)測(cè)及控制技術(shù)研究，成為深部開(kāi)采礦山重點(diǎn)關(guān)注的前沿性科研課題。
　　本文對(duì)紅透山礦地壓活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了全面調(diào)

2、研，基于Kaiser效應(yīng)原理對(duì)紅透山礦巖體的原巖應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行了測(cè)試和比較分析，對(duì)其巖爆傾向性進(jìn)行了研究;同時(shí)建立該礦的巖爆分析力學(xué)模型，采用巖石破裂過(guò)程分析系統(tǒng)RFPA數(shù)值模擬方法，對(duì)巖爆發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了理論分析;基于聲發(fā)射原理及其定位技術(shù)，對(duì)不同巖石破壞過(guò)程中其內(nèi)部裂紋動(dòng)態(tài)演化過(guò)程進(jìn)行了研究;在此基礎(chǔ)上，在紅透山銅礦深部采礦作業(yè)區(qū)建立了礦山微震監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)，基于模式識(shí)別技術(shù)對(duì)微震數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析;針對(duì)井下高巖爆傾向性危險(xiǎn)區(qū)域的潛在巖爆

3、災(zāi)害，提出了針對(duì)性的預(yù)防與控制方法，并經(jīng)實(shí)踐證明其有效性，對(duì)深部礦山安全高效開(kāi)采提供了有力的安全技術(shù)支撐，具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面:
　　[1]根據(jù)對(duì)紅透山礦巖爆的地壓顯現(xiàn)情況進(jìn)行的全面系統(tǒng)調(diào)研和總結(jié)，分析巖爆發(fā)生時(shí)空特點(diǎn)和主要影響因素，對(duì)巖爆顯現(xiàn)類型進(jìn)行分類;
　　[2]應(yīng)用巖石的Kaiser效應(yīng)原理，對(duì)紅透山礦不同水平的原巖應(yīng)力進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，與其它現(xiàn)場(chǎng)原巖應(yīng)力測(cè)試方法進(jìn)行比較研究，總結(jié)出紅透山

4、礦的原巖應(yīng)力分布規(guī)律，對(duì)紅透山礦深部開(kāi)采巖體的巖爆傾向性進(jìn)行全面的科學(xué)分析;
　　[3]建立紅透山銅礦巖巖爆發(fā)生的力學(xué)模型;應(yīng)用巖石破裂過(guò)程數(shù)值計(jì)算軟件（RFPA），數(shù)值分析了三種巖爆物理模型在一定加載條件下應(yīng)力場(chǎng)演化規(guī)律，對(duì)巖爆孕育過(guò)程的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行了探討;
　　[4]基于聲發(fā)射原理及其定位技術(shù)，進(jìn)行巖石在不同加載條件下破壞全過(guò)程實(shí)驗(yàn)，研究巖石破裂過(guò)程中其內(nèi)部裂紋動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，捕捉巖石失穩(wěn)的前兆信息，為聲發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供理

5、論依據(jù);
　　[5]建立了礦山微震監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦山地壓的24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。基于模式識(shí)別技術(shù)對(duì)微震數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，獲得了微震事件能量釋放率的區(qū)域性分布特征，為礦山防震減災(zāi)提供了可靠的巖爆監(jiān)測(cè)方法;
　　[6]針對(duì)高巖爆傾向性巖體的潛在危險(xiǎn)性，提出科學(xué)有效的控制與預(yù)防技術(shù)方法。應(yīng)用FLAC的數(shù)值模擬方法分析高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的可行性，通過(guò)實(shí)踐，形成完整的高巖爆傾向性巖體錨網(wǎng)支護(hù)方案;針對(duì)井下爆破震動(dòng)對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響作