二道溝金礦巖爆機(jī)理及防治方法研究.pdf

1、隨著我國金屬礦山逐步進(jìn)入深部開采，巖爆危害愈發(fā)變得突出，其防治問題已成為急需解決的重大技術(shù)難題。為此，本文結(jié)合二道溝金礦的深部開采條件，研究巖爆發(fā)生的機(jī)理，并由此探尋巖爆預(yù)防措施與控制技術(shù)，以此保障礦山深部開采的安全生產(chǎn)。
　　二道溝金礦是國內(nèi)典型的受巖爆困擾礦山之一，該礦為急傾斜極薄礦脈，應(yīng)用淺孔留礦法與削壁充填法開采，隨采深增加，巖爆現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，目前生產(chǎn)中段已有多個(gè)采場因巖爆而被迫中途停采，巖爆采場的頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了礦

2、山生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為解決采場巖爆問題，本文開展了如下七個(gè)方面的研究工作:
　　(1)統(tǒng)計(jì)分析了巖爆采場在礦床中的位置以及巖爆發(fā)生部位的礦巖條件，查明巖爆均發(fā)生于受上盤楔形體作用的采場，且發(fā)生在圍巖硬度與完整性急劇變化的部位;由發(fā)生的部位、巖性條件及工作面狀態(tài)，總結(jié)出采場巖爆發(fā)生的三大必要條件，即高應(yīng)力作用條件、圍巖高應(yīng)變能儲蓄條件和高應(yīng)變能的突然釋放條件。
　　(2)采用巷道變形監(jiān)測方法，實(shí)測了采場回采過程中其下穿脈巷道的變

3、形過程，得出了采動壓力分布曲線，并據(jù)此分析得出引起采場巖爆的高應(yīng)力主要為垂直應(yīng)力，該垂直高應(yīng)力主要來自上盤楔形體的附加力。
　　(3)結(jié)合巖爆采場的實(shí)際條件，運(yùn)用力學(xué)分析方法，建立了上盤楔形體力學(xué)模型與采場圍巖壓板失穩(wěn)模型，揭示了采場巖爆的形成過程與主要特性。
　　(4)應(yīng)用巖爆傾向性理論，構(gòu)建了適合二道溝金礦巖爆傾向性綜合判據(jù)的指標(biāo)體系，同時(shí)采用數(shù)值模擬的方法，對礦山初始巖爆采場進(jìn)行了模擬分析，得到了臨界指標(biāo)值，并展示了巖

4、爆發(fā)生的過程與規(guī)律。
　　(5)本著控制與轉(zhuǎn)化巖爆發(fā)生必要條件的原則，提出了采場巖爆的防治方法，即采用卸壓和采空區(qū)充填的技術(shù)消除或減弱上盤楔形體在采場項(xiàng)部產(chǎn)生的高應(yīng)力作用;采用鉆孔和錨桿支護(hù)的方法，改善圍巖高應(yīng)變能儲蓄和突然釋放的條件，兩者有機(jī)結(jié)合，形成適合于二道溝金礦各類巖爆傾向性采場的巖爆防治體系。
　　(6)結(jié)合礦體條件，討論了卸壓防治巖爆的工藝與方法，并給出了卸壓工程尺寸的優(yōu)化方法。
　　(7)應(yīng)用以上研究成果

5、，設(shè)計(jì)并實(shí)施了1511巖爆采場的卸壓回采試驗(yàn)方案，試驗(yàn)結(jié)果表明，卸壓對巖爆的防治效果顯著。對于卸壓不充分的部位，還需要采取鉆孔卸壓和弱化圍巖的措施，預(yù)期能夠順利完成整個(gè)試驗(yàn)采場的回采。
　　分析表明，本文提出的消除采場頂部高應(yīng)力、弱化巖體與控制應(yīng)變能突然釋放相結(jié)合的采場巖爆綜合防治技術(shù)，能夠高度適應(yīng)二道溝金礦的礦巖條件，可有效控制采場巖爆的發(fā)生。本文結(jié)合實(shí)際礦山總結(jié)的巖爆發(fā)生條件與防治方法，為我國金屬礦山深部開采的巖爆防治提供了新