阿舍勒銅礦深部礦體采場結構參數優(yōu)化和穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著深部礦體開采，高地應力，高地熱逐步呈現，伴隨巖爆現象發(fā)生，深部礦體復雜的地質環(huán)境誘發(fā)地質災害愈發(fā)突出，深井開采采場穩(wěn)定性成為亟待解決的難題。利用彈塑性力學理論對采場頂柱進行建模分析，從理論上對采場長度和寬度分析研究；根據充填體的強度，對二步驟回采充填體礦柱分析，計算采場長度極限范圍。基于有限差分法理論，利用 FLAC3D軟件對阿舍勒銅礦深部采場結構參數優(yōu)化和穩(wěn)固性進行數值模擬分析，較真實地再現了采場結構應力分布及其變形過程，掌握了采

2、場介質應力分布規(guī)律和幾何變形特征。數值模擬計算對深部采場結構參數優(yōu)化、支護方式選擇和安全生產管理提供了理論依據，對礦山安全、高效生產和科學管理具有理論指導意義。構建微震監(jiān)測系統(tǒng)，利用微震監(jiān)測技術對采場應力應變實時檢測分析，對深部巖爆和大尺度巖體破裂進行預測；對采場圍巖出現的微震事件進行研究分析，揭示采場開采過程的圍巖損傷能量釋放和采場結構穩(wěn)定性變動關系，揭示采場圍巖應力、應變和能量變化規(guī)律，為深部礦體采場開采和生產管理提供科學理論依據。

3、主要研究結論和成果如下：
　　（1）對阿舍勒銅礦深部礦區(qū)工程地質特征、礦巖節(jié)理裂隙調查研究和巖體質量分級評價研究。深部工程巖體節(jié)理發(fā)育，存在結構面和小的斷層，是采場開采不利條件。礦石、玄武巖和英巖斑巖巖體質量較好，下盤圍巖凝灰?guī)r巖體質量一般。
　　（2）在假設巖層是連續(xù)介質的基礎上，建立了采場頂柱巖梁結構模型，通過理論分析和計算，得到采場頂柱巖層臨界跨度；對采場充填體礦柱穩(wěn)固性進行計算，得到采場頂柱巖層臨界跨度。
　　

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

5、>　?。?）根據模擬結果，針對采場頂柱出現塑性變形的情況，采用錨網噴砼和長錨索聯合支護，充分發(fā)揮圍巖自身承載能力，成功地解決了采場頂柱圍巖破碎的情況下，采場頂柱穩(wěn)定性的問題。
　　（6）構建了阿舍勒銅礦微震監(jiān)測系統(tǒng)，實現了對礦區(qū)圍巖活動實時監(jiān)測，定位精確度較高，對每天微震事件處理分析，利用積累體積和事件震級的a、b值升降或采用積累體積和能量升降有效預測巖爆或大尺度巖體開裂。針對試驗采場（300m中段3＃、12＃等等）開采圍巖活動規(guī)