阿舍勒銅礦深部礦體采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著深部礦體開采，高地應(yīng)力，高地?zé)嶂鸩匠尸F(xiàn)，伴隨巖爆現(xiàn)象發(fā)生，深部礦體復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害愈發(fā)突出，深井開采采場(chǎng)穩(wěn)定性成為亟待解決的難題。利用彈塑性力學(xué)理論對(duì)采場(chǎng)頂柱進(jìn)行建模分析，從理論上對(duì)采場(chǎng)長(zhǎng)度和寬度分析研究；根據(jù)充填體的強(qiáng)度，對(duì)二步驟回采充填體礦柱分析，計(jì)算采場(chǎng)長(zhǎng)度極限范圍?；谟邢薏罘址ɡ碚摚?FLAC3D軟件對(duì)阿舍勒銅礦深部采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和穩(wěn)固性進(jìn)行數(shù)值模擬分析，較真實(shí)地再現(xiàn)了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布及其變形過(guò)程，掌握了采

2、場(chǎng)介質(zhì)應(yīng)力分布規(guī)律和幾何變形特征。數(shù)值模擬計(jì)算對(duì)深部采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、支護(hù)方式選擇和安全生產(chǎn)管理提供了理論依據(jù)，對(duì)礦山安全、高效生產(chǎn)和科學(xué)管理具有理論指導(dǎo)意義。構(gòu)建微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)采場(chǎng)應(yīng)力應(yīng)變實(shí)時(shí)檢測(cè)分析，對(duì)深部巖爆和大尺度巖體破裂進(jìn)行預(yù)測(cè)；對(duì)采場(chǎng)圍巖出現(xiàn)的微震事件進(jìn)行研究分析，揭示采場(chǎng)開采過(guò)程的圍巖損傷能量釋放和采場(chǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變動(dòng)關(guān)系，揭示采場(chǎng)圍巖應(yīng)力、應(yīng)變和能量變化規(guī)律，為深部礦體采場(chǎng)開采和生產(chǎn)管理提供科學(xué)理論依據(jù)。

3、主要研究結(jié)論和成果如下：
　　（1）對(duì)阿舍勒銅礦深部礦區(qū)工程地質(zhì)特征、礦巖節(jié)理裂隙調(diào)查研究和巖體質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)研究。深部工程巖體節(jié)理發(fā)育，存在結(jié)構(gòu)面和小的斷層，是采場(chǎng)開采不利條件。礦石、玄武巖和英巖斑巖巖體質(zhì)量較好，下盤圍巖凝灰?guī)r巖體質(zhì)量一般。
　　（2）在假設(shè)巖層是連續(xù)介質(zhì)的基礎(chǔ)上，建立了采場(chǎng)頂柱巖梁結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)理論分析和計(jì)算，得到采場(chǎng)頂柱巖層臨界跨度；對(duì)采場(chǎng)充填體礦柱穩(wěn)固性進(jìn)行計(jì)算，得到采場(chǎng)頂柱巖層臨界跨度。
　　

4、（3）對(duì)不同采幅采場(chǎng)開采數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)比分析，綜合考慮采切比經(jīng)濟(jì)合理和采場(chǎng)殘留礦石較少和采場(chǎng)穩(wěn)定性等因素，選擇最優(yōu)的12m采幅。
　?。?）通過(guò)對(duì)采場(chǎng)隔一采一、隔二采一和隔三采一的順序數(shù)值模擬，可見采場(chǎng)頂柱和底部巷道變形不大,間柱受到損壞程度較小。采場(chǎng)間柱為充填體情況下，對(duì)采場(chǎng)隔一采一、隔二采一數(shù)值模擬，采場(chǎng)充填體間柱穩(wěn)固性不強(qiáng)，頂板和間柱出現(xiàn)小部分塑性區(qū)，隔三采一順序開采采場(chǎng)穩(wěn)固性好，但頂板和充填體間柱出現(xiàn)局部塑性變形。

5、>　?。?）根據(jù)模擬結(jié)果，針對(duì)采場(chǎng)頂柱出現(xiàn)塑性變形的情況，采用錨網(wǎng)噴砼和長(zhǎng)錨索聯(lián)合支護(hù)，充分發(fā)揮圍巖自身承載能力，成功地解決了采場(chǎng)頂柱圍巖破碎的情況下，采場(chǎng)頂柱穩(wěn)定性的問題。
　?。?）構(gòu)建了阿舍勒銅礦微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦區(qū)圍巖活動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，定位精確度較高，對(duì)每天微震事件處理分析，利用積累體積和事件震級(jí)的a、b值升降或采用積累體積和能量升降有效預(yù)測(cè)巖爆或大尺度巖體開裂。針對(duì)試驗(yàn)采場(chǎng)（300m中段3＃、12＃等等）開采圍巖活動(dòng)規(guī)