【摘要】：在金屬礦床開采過程中,采空區(qū)和尾礦庫如影相隨,貫穿礦山整個服務周期。如何確保它們的安全是維系礦山生產正常進行的前提,也是安全監(jiān)管部門風險防控的重點。對于鎢、錳、金等窄礦床的礦山空場法而言,極易引發(fā)一系列地壓工程地質災害。近年來,隨著國家安全生產機制體制的逐步完善,此類礦山采空區(qū)也列入整治監(jiān)管范圍。因此,開展鎢、錳、金等等金屬礦山采空區(qū)治理技術研究,具有重要現(xiàn)實意義。論文在金屬礦山防災減災背景下,以某鎢錫窄礦脈采空區(qū)隱患治理工程為對象,綜合工程地質學、巖體力學、圖像處理、數(shù)值計算等理論,結合采用工程調查、三維激光探測、理論分析和數(shù)值計算、工程試驗等方法開展研究。主要工作如下:(1)通過圍巖節(jié)理裂隙產狀、充填物及厚度、形狀、節(jié)理間距等現(xiàn)場測繪調查,共調查測線9+5條,總長度為392.6+211.21m,有效節(jié)理數(shù)為1179+296條。礦山圍巖為變質砂巖和板巖、煌斑巖、輝綠巖等,節(jié)理主要呈波浪型、平直型閉合分布,水平方向節(jié)理較少;優(yōu)勢節(jié)理產狀為50°-70°、270°-280°,傾向為140°-150°、180°-190°,傾角為70°-90°;節(jié)理間充填物為碎石、石英、泥質等;巖體表面潮濕、滲水。(2)利用三維激光雷達探測成像技術,開展采空區(qū)探測,基本摸清了礦山采空區(qū)的數(shù)量、空間幾何形態(tài)和位置分布等情況。未治理采空區(qū)體積約為47.28萬m~3。已治理體積為59.6萬m~3,其中廢石充填體積為35.6萬m~3,尾砂膠結充填為19.2萬m~3。(3)選取該礦山大斷面雙軌運輸巷道、“米字形”盤區(qū)密集采空區(qū)、三中段貫通采空區(qū)、大暴露面積采空區(qū)、沿走向長距離采空區(qū)等5種典型空區(qū),建立數(shù)值分析模型研究窄礦脈空區(qū)穩(wěn)定性,分析空區(qū)體積、形態(tài)、分布、距離等因素對富集礦塊開采的影響,上部中段空區(qū)對深部開采的影響,大暴露面積采空區(qū)對礦柱頂柱的影響,比較充填前后、充填接頂率、充填體類型對周邊采場作業(yè)的影響。(4)結合礦山現(xiàn)有的廢石充填系統(tǒng)和全尾砂膠結充填系統(tǒng),針對該礦山不同中段采空區(qū)賦存特點,提出了采用封堵技術治理+535m以上各中段采空區(qū),采用廢石和全尾砂充填技術治理+535m以下各中段采空區(qū)的方案,設計了各中段尾砂充填管路布設和廢石充填進路。研究成果有效指導該礦山安全開采,提高本質安全水平;同時為國內此類礦山采空區(qū)治理提供技術支持,降低采空區(qū)工程地質災害發(fā)生的概率。
【圖文】：

機制體制的逐步健全，此類礦山采空區(qū)也列入整治監(jiān)管范圍。礦山原來的管理模不適應新形勢發(fā)展的需要，紛紛加大技術投入，進行采空區(qū)治理。因此，開展鎢、等金屬礦山采空區(qū)治理技術研究，具有重要現(xiàn)實意義。2 國內外研究現(xiàn)狀2.1 采空區(qū)探測國內早期對采空區(qū)探測時以鉆探方法為主，隨著科學技術的進步，物理探測法代鉆探法在礦山行業(yè)得到廣泛應用。物理探測法根據(jù)技術原理不同，可分為：直、遙感技術、高密度電阻率法等。目前，三維激光探測、地球物理勘探等是礦山探測應用最為廣泛的探測技術。Peng L 等[1]利用三維激光探測 C-ALS 系統(tǒng)（圖 1-2-1）系統(tǒng)，探測某金礦不同通采空區(qū)，結合礦山建模軟件 Surpac，構建了某金礦采空區(qū)的三維實體空間模型2-2），，獲取采空區(qū)賦存狀態(tài)及空間分布等基本信息。

構建了某金礦采空區(qū)的三維實體空間模型（圖1-2-2），獲取采空區(qū)賦存狀態(tài)及空間分布等基本信息。圖 1-2-1 C-ALS 三維探測系統(tǒng) 圖 1-2-2 采空區(qū)三維實體模型李元輝[2]根據(jù)某銅礦地壓活動觀測結果，建立地壓監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)信號波的波長和頻率不同對地壓活動和爆破作業(yè)進行區(qū)分，直觀反應圍巖變化及破碎情況。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TD325.3

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1 王R

本文編號：2664303