某硬巖礦山無階段礦柱開采巖爆誘發(fā)傾向及失穩(wěn)控制研究.pdf

1、早期用空場法回采的礦山，經過多年的開采，遺留下大量采空區(qū)，引發(fā)地表塌陷等地壓活動，誘發(fā)巖爆等各類地壓災害，給礦山帶來嚴重的安全威脅。因此，準確判定圍巖的巖爆傾向性和安全經濟的治理采空區(qū)，做到巖爆與空區(qū)防治同步，保證礦山的可持續(xù)開采，是多數硬巖礦山迫切需要解決的重大技術問題。
　　本文以某鉛鋅礦為工程實例，運用現場調查、現場監(jiān)測、理論分析、正交試驗和數值模擬等手段和方法進行巖石巖爆傾向性判定和膠結充填體礦柱高度優(yōu)化研究，主要研究內容

2、及成果包括：
　?。?）在現場進行巖爆情況調查，采集了6種主要圍巖巖樣，進行力學參數測試，利用廣義Hoek-Brown準則進行折減，得到了各類型巖石和巖體的力學參數，為后續(xù)的計算和分析提供準確的基礎資料。
　?。?）通過測試與計算，得出6種巖石的彈性能量指數WET、沖擊能量指數WCF、有效沖擊能量指數W、脆性系數K和最大儲存彈性應變能指標Es等5種巖爆傾向性指標值。將5種巖爆傾向性指標值算術相加，提出了巖石巖爆傾向性綜合判定

3、指標R。利用該指標可以準確的判定巖石的巖爆傾向。
　?。?）將巖爆控制與空區(qū)治理相結合，提出將現有的采礦方法改為分段空場嗣后充填法。劃分標準礦塊進行回采，回采結束后，先充填1:4尾砂膠結充填體礦柱，上部在用1:10尾砂膠結充填體全部充填，保障礦山的安全、可持續(xù)回采。
　?。?）分析得出影響膠結充填體礦柱高度的主要因素是跨度l，上部載荷q，充填體容重?、內摩擦角?和內聚力c。通過數值模擬正交試驗，得出，膠結充填體礦柱高度與跨度

4、、內摩擦角呈非線性增函數關系，與內聚力呈非線性減函數關系，與上部載荷呈線性增函數關系，容重對膠結充填礦柱高度基本沒有影響。
　　（5）經過單因素變化和多因素組合回歸分析，建立出多因素組合影響下膠結充填體礦柱高度的數學預測模型。該模型具有一定的普適性，對其他類似工程具有參考和借鑒價值。
　?。?）結合現場實際，選取3-6＃礦體的43、45和49勘探線剖面建立計算模型，進行數值模擬。得出，按照預測高度進行充填的方法，能在回采過程