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无底柱分段崩落法回采中的主要地压显现是回采巷道的失稳破坏,对于无底柱分段崩落法来说,回采巷道的稳定性是保证回采正常进行的基础。本文所研究的谦比西铜矿矿体与近矿围岩稳定性较差,受地压影响严重,沿脉凿岩巷道屡遭破坏,导致生产不能正常进行。因此,迫切需要采用卸压开采的方式降低进路处的压力,并根据开采引起的岩体应力场变化规律和分布特征合理布置采场结构参数。而谦比西铜矿矿体属于倾斜中厚矿体,这类矿体条件不是卸压开采的理想条件,卸压效果难以保证。
本文采用数值模拟的研究方法,运用2D-σ计算程序分析了谦比西铜矿倾斜中厚矿体不同开挖方式下的岩体应力场变化规律和分布特征,分析了影响无底柱分段崩落法卸压开采的因素,研究卸压过程的力学机制,主要内容如下:
(1)研究不同空区跨度对回采后岩体应力场分布规律的影响。
(2)研究不同采掘高度对回采后岩体应力场分布规律的影响。
(3)优化凿岩巷道位置。分析凿岩巷道布置在矿体下盘不同位置时,受上面采空区的影响,其应力分布情况。
(4)研究开采多个分层后空区周围应力分布及变化情况。
(5)卸压开采技术方案的优化。研究、分析模拟结果,得出为了实现卸压开采以及最佳的开采效益而应采取的采场结构布置参数。
通过数值模拟研究,得出如下结论:
(1)在谦比西铜矿矿体倾角厚度条件下,进行无底柱分段崩落法卸压开采时,上一分段的回采主要为相邻下分段卸压,对其它分段的影响较小。
(2)在谦比西铜矿分段高度10m情况下,数值分析表明,回采进路布置在距离矿体下盘6m处时,能够满足卸压及经济效益两方面的要求。
(3)通过对谦比西铜矿倾斜中厚矿体卸压开采技术的研究表明,在岩体条件较差、地压影响较大的矿体开采中,采用卸压技术进行开采是合理可行的。