石膏礦冒頂引發(fā)沖擊地壓機(jī)理及防治措施研究.pdf

1、根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局2005年的統(tǒng)計(jì)資料，礦山頂板冒落、采空區(qū)垮塌造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，僅次于煤礦瓦斯突出災(zāi)害，已經(jīng)超過(guò)了道路交通事故躍升為第二位。而在非煤礦山事故中，這類事故造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失占第一位，尤其是石膏礦山發(fā)生的采空區(qū)頂板大面積冒落垮塌災(zāi)難性事故，造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重后果觸目驚心。 目前對(duì)沖擊地壓的研究工作主要集中在煤礦和金屬礦山，在非金屬礦山中的研究工作相對(duì)滯后。非金屬礦山在井工開(kāi)采過(guò)程中

2、，不可避免地會(huì)出現(xiàn)礦山壓力和巖層移動(dòng)問(wèn)題，出現(xiàn)采動(dòng)動(dòng)力損害問(wèn)題，石膏礦山發(fā)生的采空區(qū)大面積垮塌災(zāi)害性事故充分說(shuō)明了這一事實(shí)。 通過(guò)對(duì)石膏礦山發(fā)生典型的沖擊地壓事故的調(diào)查研究，特別是頂板大面積垮塌引發(fā)沖擊地壓發(fā)生前、后的顯現(xiàn)特征，從分析石膏礦山開(kāi)采特點(diǎn)和采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)入手，結(jié)合分析研究石膏礦山礦柱一頂板井下工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞的機(jī)理，運(yùn)用沖擊地壓的基本理論和分析方法，基本查明石膏礦山?jīng)_擊地壓發(fā)生的類型、發(fā)生條件和主要影響因素。運(yùn)用FLA

3、C-3D三維有限差分?jǐn)?shù)值分析工具，研究了礦柱、項(xiàng)底板的應(yīng)力狀態(tài)，查明了石膏礦山井下礦柱一頂板支撐系統(tǒng)的破壞過(guò)程和破壞模式。 石膏礦山頂板大面積冒落是因?yàn)榈V柱破壞失去支撐能力后，使頂板懸露面積擴(kuò)大受拉破壞而發(fā)生的，是頂板斷裂引起的頂板沖擊。根據(jù)沖擊地壓的發(fā)生是自然地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件相互作用的結(jié)果的觀點(diǎn)，通過(guò)對(duì)石膏礦山采礦技術(shù)條件和自然地質(zhì)條件的研究認(rèn)為：石膏礦山使用的采礦方法、采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理和采空區(qū)不處理，是造成石膏礦頂板

4、垮落事故的物質(zhì)條件，采空區(qū)的存在是礦山安全生產(chǎn)的極大隱患，是礦山的重大危險(xiǎn)源。鑒于該類礦山的數(shù)量較多，潛在的危害極大，運(yùn)用安全科學(xué)的理論和方法提出“采空區(qū)危害礦山”的概念，并提出該類礦山的分類和危險(xiǎn)性分級(jí)方法。 根據(jù)石膏礦床的賦存特點(diǎn)，提出使用改進(jìn)的無(wú)底柱分段崩落采礦法，以此來(lái)提高礦山的回采率和消除因采礦形成的地下采空區(qū)；結(jié)合礦山開(kāi)采的實(shí)際情況，推薦使用無(wú)底柱分段崩落采礦法在下分層處理上分層遺留的采空區(qū)處理方法，已經(jīng)通過(guò)當(dāng)?shù)匕脖O(jiān)