東升廟采空區(qū)穩(wěn)定性的監(jiān)測、預(yù)報及控制技術(shù)研究.pdf

1、金屬礦床的開采導(dǎo)致了采空區(qū)的形成,大量采空區(qū)的形成極易誘發(fā)冒頂?shù)鹊V壓現(xiàn)象,直接影響著礦山的安全生產(chǎn),需要采取相應(yīng)的措施來保證圍巖的穩(wěn)定性,使其對礦山的危害程度降到最低。本文以東升廟鉛鋅礦為研究背景,根據(jù)該礦山采空區(qū)的實際賦存情況,首先是通過數(shù)值模擬的方法來分析礦山的開挖和繼續(xù)開挖后采空區(qū)的穩(wěn)定性;其次是通過構(gòu)建微震監(jiān)測系統(tǒng)來對采空區(qū)進行實時監(jiān)測,起到預(yù)警預(yù)報的作用;最后是通過對采空區(qū)的處理來進一步保證礦山的安全生產(chǎn)。具體的研究內(nèi)容如下:

2、
　　首先,運用FLAC3D數(shù)值模擬方法對東礦2＃和11＃采空區(qū)建立三維數(shù)值模型,賦值后進行初步平衡計算,首先是對900中段以上的礦體進行開挖、計算和分析采空區(qū)的穩(wěn)定性;其次是模擬850~900中段礦體的繼續(xù)開挖。經(jīng)位移、應(yīng)力和剪切應(yīng)變率云圖對比分析后可知采空區(qū)上盤圍巖是穩(wěn)定的,礦體可以繼續(xù)開挖,需要在開挖的過程中對其進行加強監(jiān)測。
　　其次,根據(jù)該礦山的采空區(qū)賦存情況,通過多種監(jiān)測方案比較,最終選擇澳大利亞的IMS微震監(jiān)測

3、系統(tǒng),基于FLAC模擬結(jié)果、室內(nèi)虛擬模擬分析和礦山的現(xiàn)采狀況,構(gòu)建了一套適用于該礦山的微震監(jiān)測系統(tǒng),首先是對該系統(tǒng)的定位精度進行分析;其次是將通過Surpac建立的三維礦山模型導(dǎo)入到 JDI三維可視化數(shù)據(jù)分析軟件中,可以直觀的看出發(fā)生微震事件的時間和位置;最后可以根據(jù)研究需要對某一區(qū)域的微震事件進行處理,通過累計視體積和平均能量指數(shù)時程曲線圖來判斷某區(qū)域在一定時間內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性情況,通過生成平均位移和視應(yīng)力等值線圖來研究圍巖的應(yīng)力及變形

4、情況,分析圍巖失穩(wěn)的可能性,起到預(yù)報的作用,最終來更好的指導(dǎo)礦山生產(chǎn)。
　　最后,針對于東升廟采空區(qū)賦存情況,為了及時消除空場,控制礦山壓力,轉(zhuǎn)移和減弱應(yīng)力集中,提出尾砂膠結(jié)充填和崩落上盤圍巖兩個方案來處理采空區(qū),通過技術(shù)和經(jīng)濟方法對其進行分析比較,最終確定處理采空區(qū)的技術(shù)方案為強制崩落上盤圍巖,從而間接的保證了礦山設(shè)備和工作人員的安全。
　　目前東礦已經(jīng)進行繼續(xù)開挖,開挖過程中上盤圍巖是穩(wěn)定的,這與數(shù)值模擬結(jié)果吻合,微震監(jiān)