复杂条件下双矿脉采动引起地压活动规律研究

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矿业资源的不断开采,不可再生能源日益消耗,矿山开采逐步由浅部转向中深部。首要面临的问题就是高应力,地压情况复杂。随着深度的增加,矿体赋存条件变得越来越复杂,给安全回采带来了巨大的挑战。留矿采矿法和阶段矿房法对开采急倾斜矿脉具有很高的效率,但同时带来的问题也很突出,矿房开采结束后留下了大量的空区,为后续开采带来了极大地安全隐患。因此,合理的矿房回采顺序对矿山安全发挥着重要的作用。以漂塘钨业漂塘矿区为研究对象,根据矿区的开采现状,建立的静态和动态监测技术,提出切实可行的中深部回采方案。采空区不仅影响了原岩应力场的分布,而且为岩体内积聚的能量、位移场提供了释放的区域,造成断层滑移、顶板冒落等地质灾害。本文主要的研究内容和成果如下:(1)调研矿区,获取采空区、断层破碎带分布情况,结合矿山资料,对水文地质条件,矿脉赋存条件和岩体力学参数进行汇集,为后续建模和赋值提供依据。(2)根据矿山的实际情况,建立西部采空区数值模拟,通过CAD、ANSYS、FLAC3D、Tecplot360等软件模拟矿区实际回采情况,模型采用450×500×400m,根据矿区实际开采顺序对496、448、388中段回采完成,得出在496中段Ⅲ带矿脉与断层交汇处,空区位移变化明显,448中段124采场顶板下移量达到1.7cm。(3)根据矿区建立的微震地压监测系统,通过后台软件对微震信号进行处理,分析微震数据,得出西部区域地压活动特征及位移应力变化趋势。通过对b值、微震事件时空间分布、能量指数、施密特数等的分析,得出岩体破裂至失稳的前期预兆,其中在388中段348采场地压活动频繁。(4)利用FLAC3D数值模拟对上部空区分析的结果,对328中段的Ⅰ带和Ⅲ带矿脉选用八种回采方案进行模拟,通过各方案位移、应力变化情况,并结合微震参数指标,最终优选方案二为回采方案,能够充分发挥矿柱的自稳性,位移应力变化量达到最小,有利于维护矿区上下盘的稳定及生产安全。
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