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我国金属矿山安全事故频发,地压导致的空区特大事故严重危害矿山安全生产。由于历史原因,在矿山开采境界内,存在大量以往常规开采留下的空区和无规则的民采空区,严重危胁着地面设施及人员设备的安全。尤其是尾矿库下覆的采空区,是安全事故的极大隐患。因此,准确探测空区的三维形状以直观指导空区判断和处理意义重大。本文以符山铁矿黑龙蛟尾矿库下覆民采空区为工程背景,针对采空区的探测、稳定性分析及处理措施进行研究,旨在为保证尾矿库及其下游居民、设施的安全提供合理的评价及治理措施。具体内容分以下几方面:
1.运用先进的激光探测系统,对尾矿库下覆民采空区进行激光三维探测,给出空区的三维模型和详细的信息,为采空区稳定性分析及处理措施提供可靠信息。
2.基于所测三维数据对尾矿库下覆空区的稳定性进行计算分析。利用概率积分法对采空区进行理论分析,计算矿体开采引起的地表下沉变形、水平变形及倾斜变形等,分析矿体开采对地表山体及尾矿库围岩稳定性的影响。
3.应用激光探测空区的结果建立三维数值计算模型,利用FLAC3D计算软件对模型进行数值计算,模拟分析由于民采空区的形成对围岩稳定性的影响,并计算空区顶板的变形、位移,以此得出空区对地表及尾矿库的影响。
4.通过对采空区顶板变形的计算分析,提出采空区注浆充填处理措施,并通过FLAC3D计算软件对注浆充填效果进行模拟,对比分析充填前后空区顶板的变形及围岩的破坏。
5.针对黑龙蛟尾矿库现场实际情况对其安全性进行评价,并找到影响其安全性的主要危险和危害因素,以此为基础提出切实可行的安全管理对策及应急措施。
通过本论文研究,对空区探测方法、顶板稳定性分析及处理措施有更为深入的理解,为尾矿库的安全评价提供新的思路。