淘錫坑鎢礦采空區(qū)穩(wěn)定性研究.pdf

1、急傾斜薄礦脈鎢礦體的地下開采通常會遺留下大量的采空區(qū),若得不到及時處理空區(qū)有可能會威脅到礦山的安全生產(chǎn)。因此,采空區(qū)的穩(wěn)定性分析和治理措施尤為重要。
　　本文以淘錫坑地壓研究為背景,以采空區(qū)穩(wěn)定性為研究對象,在查閱、整理相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,通過現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析和ANSYS、FLAC3D軟件進(jìn)行空區(qū)數(shù)值模擬對空區(qū)穩(wěn)定性進(jìn)行綜合的研究分析。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)通過礦山提供所需的基本資料和本人現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、

2、整理,對所遺留的采空區(qū)群的分布狀況、空區(qū)規(guī)模、空區(qū)形狀、幾何參數(shù)進(jìn)行整理歸納。掌握礦區(qū)的第一手資料,為下一步工作做鋪墊。
　　(2)礦巖物理力學(xué)參數(shù)測定。通過學(xué)校巖石室內(nèi)試驗,對礦區(qū)主要的兩種巖性進(jìn)行試驗(石英巖、變質(zhì)砂巖),分別得出兩種巖性的必要的參數(shù)值如抗壓強度、抗拉強度、彈性模量等。再通過彈性波、M.Georgi法以及經(jīng)驗折減法等對巖體力學(xué)的參數(shù)進(jìn)行工程化處理,得出礦區(qū)巖體的力學(xué)參數(shù),為后續(xù)數(shù)值模擬提供可靠巖體力學(xué)參數(shù)。

3、r>　　(3)根據(jù)空區(qū)賦存工程背景,進(jìn)行采空區(qū)穩(wěn)定性的理論分析。對空區(qū)的礦柱、頂板進(jìn)行理論分析,并構(gòu)建構(gòu)造應(yīng)力型空區(qū)頂板巖層及礦柱結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,通過分析計算得出數(shù)值。結(jié)果表明采場頂板極限寬度為10.67m,采場頂板發(fā)生破壞的極限長跨度為41.6m,以及間柱最佳安全寬度值為3.5m。
　　(4)現(xiàn)場空區(qū)監(jiān)測。在156m、106m中段利用光彈應(yīng)力計、斷面巷道收斂儀、多點位移計對現(xiàn)場礦柱、圍巖進(jìn)行應(yīng)力、位移監(jiān)測。結(jié)果表明,局部空區(qū)存在應(yīng)

4、力集中區(qū),有明顯的地壓活動,但基本保持在一個穩(wěn)定范圍內(nèi),短期不會出現(xiàn)大面積沉降及空區(qū)破壞。
　　(5)根據(jù)數(shù)值模擬分析各中段空區(qū)地壓分布規(guī)律。利用AUTOCAD和有限元ANSYS軟件建立三維模型,通過FLAC3D軟件對各中段空區(qū)礦柱、頂板、上下盤圍巖及空區(qū)圍巖進(jìn)行應(yīng)力、位移、剪切、塑性區(qū)以及安全度分析得出空區(qū)地壓的分布規(guī)律。結(jié)果表明,隨著開采深度延伸,各應(yīng)力、位移、塑性區(qū)有明顯的遞增趨勢,在156m、106m中段除有部分區(qū)域有明顯