發(fā)布時間：2018-02-21 17:17

  本文關鍵詞： 巖爆傾向性 嗣后充填 充填體礦柱 正交試驗 數(shù)值模擬　出處：《江西理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：早期用空場法回采的礦山,經(jīng)過多年的開采,遺留下大量采空區(qū),引發(fā)地表塌陷等地壓活動,誘發(fā)巖爆等各類地壓災害,給礦山帶來嚴重的安全威脅。因此,準確判定圍巖的巖爆傾向性和安全經(jīng)濟的治理采空區(qū),做到巖爆與空區(qū)防治同步,保證礦山的可持續(xù)開采,是多數(shù)硬巖礦山迫切需要解決的重大技術問題。本文以某鉛鋅礦為工程實例,運用現(xiàn)場調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)測、理論分析、正交試驗和數(shù)值模擬等手段和方法進行巖石巖爆傾向性判定和膠結充填體礦柱高度優(yōu)化研究,主要研究內(nèi)容及成果包括:(1)在現(xiàn)場進行巖爆情況調(diào)查,采集了6種主要圍巖巖樣,進行力學參數(shù)測試,利用廣義Hoek-Brown準則進行折減,得到了各類型巖石和巖體的力學參數(shù),為后續(xù)的計算和分析提供準確的基礎資料。(2)通過測試與計算,得出6種巖石的彈性能量指數(shù)WET、沖擊能量指數(shù)WCF、有效沖擊能量指數(shù)W、脆性系數(shù)K和最大儲存彈性應變能指標Es等5種巖爆傾向性指標值。將5種巖爆傾向性指標值算術相加,提出了巖石巖爆傾向性綜合判定指標R。利用該指標可以準確的判定巖石的巖爆傾向。(3)將巖爆控制與空區(qū)治理相結合,提出將現(xiàn)有的采礦方法改為分段空場嗣后充填法。劃分標準礦塊進行回采,回采結束后,先充填1:4尾砂膠結充填體礦柱,上部在用1:10尾砂膠結充填體全部充填,保障礦山的安全、可持續(xù)回采。(4)分析得出影響膠結充填體礦柱高度的主要因素是跨度l,上部載荷q,充填體容重?、內(nèi)摩擦角?和內(nèi)聚力c。通過數(shù)值模擬正交試驗,得出,膠結充填體礦柱高度與跨度、內(nèi)摩擦角呈非線性增函數(shù)關系,與內(nèi)聚力呈非線性減函數(shù)關系,與上部載荷呈線性增函數(shù)關系,容重對膠結充填礦柱高度基本沒有影響。(5)經(jīng)過單因素變化和多因素組合回歸分析,建立出多因素組合影響下膠結充填體礦柱高度的數(shù)學預測模型。該模型具有一定的普適性,對其他類似工程具有參考和借鑒價值。(6)結合現(xiàn)場實際,選取3-6#礦體的43、45和49勘探線剖面建立計算模型,進行數(shù)值模擬。得出,按照預測高度進行充填的方法,能在回采過程中和最終充填后保證礦山的安全,同時,現(xiàn)場應力監(jiān)測表明充填有效的起到巖爆和空區(qū)防治的作用。證明,所提出的防治方法和數(shù)學預測模型是準確、合理的。
[Abstract]:After many years of mining, a large number of goaf were left behind, which caused ground pressure activities such as ground collapse, induced rockburst and other ground pressure disasters, and brought serious safety threat to the mine. To determine accurately the rockburst tendency of surrounding rock and to control the goaf safely and economically, so as to ensure the sustainable mining of the mine by synchronizing the rock burst with the prevention and treatment of the goaf. This paper takes a lead and zinc mine as an engineering example, using field investigation, field monitoring and theoretical analysis. Orthogonal test and numerical simulation are used to determine the tendency of rock burst and optimize the height of cemented backfill pillar. The main research contents and results include the investigation of rock burst on site, and the collection of six kinds of rock samples of main surrounding rock. The mechanical parameters of various types of rock and rock mass are obtained by means of the generalized Hoek-Brown criterion, which provides accurate basic data for subsequent calculation and analysis. The elastic energy index (WET), impact energy index (WCF), effective impact energy index (WF), brittle coefficient K (K) and maximum stored elastic strain energy index (es) of six kinds of rock are obtained. In this paper, a comprehensive evaluation index of rock burst tendency is put forward, which can be used to determine the rock burst tendency accurately. The rock burst control is combined with the control of the void area. It is put forward that the existing mining method should be changed into sublevel goaf subsequent filling method. After mining, 1: 4 tailing cemented backfill pillar is filled first, and the upper part is filled with 1:10 tailings cemented filling body. The main factors influencing the height of cemented backfill pillar are span l, upper load Q and bulk density of filling body. Angle of internal friction. By numerical simulation orthogonal test, it is concluded that the height of cemented filling body is nonlinear increasing function with span, internal friction angle, nonlinear decreasing function with cohesion force, linear increasing function relationship with upper load. There is no effect of bulk density on the height of cemented filling pillar. (5) through single factor change and multiple factor combination regression analysis, a mathematical prediction model of cemented filling pillar height is established under the influence of multiple factors combination. The model has certain universality. For other similar projects, it has reference value and reference value. (6) combined with the actual situation in the field, the section of 43X45 and 49 exploration lines of 3-6 # ore body is selected to establish the calculation model and carry on the numerical simulation. The method of filling according to the predicted height is obtained. It can ensure the safety of the mine during the mining process and after the final filling. At the same time, the field stress monitoring shows that the filling plays an effective role in the prevention of rock burst and the prevention of the empty area. It is proved that the proposed prevention method and mathematical prediction model are accurate and reasonable.
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD853.34

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本文編號：1522422