紅透山銅礦深部開采巖爆傾向性及監(jiān)測控制研究.pdf

1、巖爆是堅硬脆性巖體在高應力集中區(qū)發(fā)生的，源于彈性能突然釋放，伴有可感知聲響，以動態(tài)彈射或崩潰拋擲破壞為典型表現(xiàn)形式的特殊地壓顯現(xiàn)。巖爆發(fā)生機理研究，特別是巖體巖爆傾向性研究一直是國內(nèi)外巖石力學工作者研究的熱點和難點。如何應用有效的技術(shù)手段，系統(tǒng)研究巖爆孕育過程中前兆信息及活動規(guī)律，在此基礎上針對有高巖爆傾向性巖體，開展地壓災害監(jiān)測及控制技術(shù)研究，成為深部開采礦山重點關注的前沿性科研課題。
　　本文對紅透山礦地壓活動規(guī)律進行了全面調(diào)

2、研，基于Kaiser效應原理對紅透山礦巖體的原巖應力分布規(guī)律進行了測試和比較分析，對其巖爆傾向性進行了研究;同時建立該礦的巖爆分析力學模型，采用巖石破裂過程分析系統(tǒng)RFPA數(shù)值模擬方法，對巖爆發(fā)生機理進行了理論分析;基于聲發(fā)射原理及其定位技術(shù)，對不同巖石破壞過程中其內(nèi)部裂紋動態(tài)演化過程進行了研究;在此基礎上，在紅透山銅礦深部采礦作業(yè)區(qū)建立了礦山微震監(jiān)測試驗系統(tǒng)，基于模式識別技術(shù)對微震數(shù)據(jù)進行了分析;針對井下高巖爆傾向性危險區(qū)域的潛在巖爆

3、災害，提出了針對性的預防與控制方法，并經(jīng)實踐證明其有效性，對深部礦山安全高效開采提供了有力的安全技術(shù)支撐，具有重要的實用價值。本文的研究內(nèi)容主要有以下幾個方面:
　　[1]根據(jù)對紅透山礦巖爆的地壓顯現(xiàn)情況進行的全面系統(tǒng)調(diào)研和總結(jié)，分析巖爆發(fā)生時空特點和主要影響因素，對巖爆顯現(xiàn)類型進行分類;
　　[2]應用巖石的Kaiser效應原理，對紅透山礦不同水平的原巖應力進行系統(tǒng)測試，與其它現(xiàn)場原巖應力測試方法進行比較研究，總結(jié)出紅透山

4、礦的原巖應力分布規(guī)律，對紅透山礦深部開采巖體的巖爆傾向性進行全面的科學分析;
　　[3]建立紅透山銅礦巖巖爆發(fā)生的力學模型;應用巖石破裂過程數(shù)值計算軟件（RFPA），數(shù)值分析了三種巖爆物理模型在一定加載條件下應力場演化規(guī)律，對巖爆孕育過程的力學機理進行了探討;
　　[4]基于聲發(fā)射原理及其定位技術(shù)，進行巖石在不同加載條件下破壞全過程實驗，研究巖石破裂過程中其內(nèi)部裂紋動態(tài)演化過程，捕捉巖石失穩(wěn)的前兆信息，為聲發(fā)射現(xiàn)場應用提供理

5、論依據(jù);
　　[5]建立了礦山微震監(jiān)測試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)礦山地壓的24小時連續(xù)監(jiān)測?；谀Ｊ阶R別技術(shù)對微震數(shù)據(jù)進行了分析，獲得了微震事件能量釋放率的區(qū)域性分布特征，為礦山防震減災提供了可靠的巖爆監(jiān)測方法;
　　[6]針對高巖爆傾向性巖體的潛在危險性，提出科學有效的控制與預防技術(shù)方法。應用FLAC的數(shù)值模擬方法分析高強預應力錨網(wǎng)支護技術(shù)的可行性，通過實踐，形成完整的高巖爆傾向性巖體錨網(wǎng)支護方案;針對井下爆破震動對巖體穩(wěn)定性的影響作