小岭硫铁矿开采地压效应及控制措施研究

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在矿岩体开采过程中,由于不断的开挖破坏了原岩体的应力平衡状态,将会不同程度地表现出各种地压现象,为了使矿山地压显现效应不致影响采矿工作的正常进行和保障矿山的安全生产,必须采取相应的技术措施把矿山压力显现控制在一定的范围内,其中井下巷道的支护和加固以及采空区的处理是非常重要的工作,及时支护和加固围岩并对采空区进行治理能够有效的控制地压活动。本文以小岭硫铁矿为研究背景,结合多种理论和工程实测的结果及数值模拟等方法对小岭硫铁矿开采地压显现效应及控制措施研究方面展开分析,取得了一定的理论意义及工程应用价值,论文主要研究内容与研究成果如下:1、通过对矿体产状、矿岩体物理力学性质、矿体含水层分布及产状,水文地质等调查,获得了第一手的现场资料,并通过现场节理调查,对岩体稳定性进行评价,总体来讲水文地质属于简单类型,工程地质存在不良区,要特别注意不良区矿体开采时的形变和失稳情况。2、根据现场实际地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件建立仿真计算模型,对矿体开采的过程进行模拟分析,结果表明:矿体开采后,采场应力重新分布,随着矿体的逐步回采,采空区跨度及暴露面积不断变大,顶板垂直位移沉降逐渐增加,在采空区中间区域附近岩体沉降值最大,距空区越远位移量越小;在矿体的回采推进过程中,采空区顶板下沉变形区域有明显增加,地压活动显现效应越来越明显。3、通过对国内外关于岩体破坏方式、采空区顶板失稳类型的整理研究,分析了地压活动引起的采空区顶板和围岩破坏机理,并对采空区顶板冒落规律进行了分析。通过对采场周边围岩二次应力的监测和岩移监测,在一定程度上反映了周边围岩的地压活动规律,地压监测数据表明,采空区与围岩接触处出现应力集中现象,空区被覆岩填充后,应力值趋于稳定,应力集中现象得到缓解;围岩监测区域内数据变化稳定且变形绝对值较小,这表明大范围的地压活动显现暂时不会发生,表现出较好的稳定性。4、针对小岭硫铁矿回采过程中产生的地压显现效应和遗留采空区的实际情况,提出合理的地压控制措施,对地压活动频繁的巷道采取恰当的加固措施,针对不同的采空区现状,选择合适的治理方法,旨在减小开采时地压活动造成的危害,用以满足小岭硫铁矿安全生产的要求。
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