桓仁铅锌矿深部开采隔离矿柱留设方案研究

论文摘要

地下矿床开采必然形成采空区,而采空区的形成,使周边一定范围的岩体应力重新分布,导致岩石变形、破坏和移动,成为生产的安全隐患。随着国内一部分矿山进入深部开采,由采空区引起的地压问题更加突出。本文总结归纳了国内外采空区分类情况以及采空区处理的主要方法,详细阐述了采空区处理的几个关键问题。提出隔离矿柱的概念,并对隔离矿柱的作用、影响因素、适用条件等进行详细阐述。依据桓仁铅锌矿实际情况,对不同情况下留设隔离矿柱方案进行分析讨论,为矿山安全生产提供依据。本文的主要研究内容如下：(1)对桓仁铅锌矿的两个生产坑口(向阳坑和松兰坑)现有的采空区进行现场详细调查,查清了对矿山深部开采有影响的大型采空区的暴露面积、暴露时间、最大跨度等详细信息。(2)通过大量的岩石力学试验及对已有采空区失稳破坏情况的反演分析,确定了主要岩石力学参数。(3)依据桓仁铅锌矿实际情况,确定隔离矿柱留设方案,应用三维FLAC软件,对隔离矿柱多种留设方案进行对比分析,确定了确保深部安全开采的隔离矿柱的主要结构参数。(4)依据松兰坑下部全面法开采的实际情况,通过数值模拟分析,确定合理的全面法采矿结构参数。(5)依据已经确定的隔离矿柱留设方案,通过应力场分析,确定了应力集中和可能的破坏区位置,提出针对性的地压监测方案,保证矿山安全生产。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 项目研究背景、目的、意义
• 1.2 桓仁矿业有限公司开采沿革及现状
• 1.2.1 桓仁矿地质环境现状
• 1.2.2 开采技术条件
• 1.2.3 原有岩石力学参数
• 1.3 本项目研究目标、思路、技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究思路
• 1.3.3 技术路线
• 第二章 国内外采空区处理方法及安全开采技术措施
• 2.1 金属矿山采空区分类方法
• 2.1.1 按不同的采矿方法分类
• 2.1.2 按采空区处理时间分类
• 2.1.3 按采空区的规模大小分类
• 2.1.4 按采空区的形态分类
• 2.1.5 按采空区是否通地表分类
• 2.2 国内矿山外采空区处理方法
• 2.2.1 崩落围岩处理空区
• 2.2.2 用充填料充填处理空区
• 2.2.3 留永久矿柱或构筑人工石柱处理采空区
• 2.2.4 封闭和隔离处理采空区
• 2.2.5 联合法处理采空区
• 2.3 国内外在采空区近区安全开采的技术保障措施
• 2.3.1 声发射监测定位仪
• 2.3.2 光应力计的监测
• 2.3.3 水准测量及多点位移计
• 2.4 地压活动监测技术
• 2.4.1 光弹应力技术的应用
• 2.4.2 声发射技术的应用
• 2.4.3 电磁辐射技术的应用
• 2.4.4 爆破震动测试的应用
• 2.4.5 全应力解除法
• 2.5 岩爆机理及治理技术研究现状
• 2.5.1 岩爆机理研究现状
• 2.5.2 岩爆治理技术研究现状
• 第三章 采空区现状调查
• 3.1 采空区状况调查
• 3.1.1 向阳坑
• 3.1.2 松兰坑
• 3.2 目前采空区稳定情况
• 第四章 岩石力学实验及岩爆倾向性分析
• 4.1 原有岩石力学参数
• 4.2 岩石力学实验内容及方法
• 4.2.1 岩石物理性质实验
• 4.2.2 力学实验
• 4.3 初步结论
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 补充物理力学实验结果
• 第五章 隔离矿柱参数确定及其下部矿体采矿参数确定
• 5.1 隔离矿柱概念及留设依据
• 5.1.1 基本概念
• 5.1.2 主要作用
• 5.1.3 影响因素
• 5.1.4 适用条件
• 5.2 隔离矿柱位置的确定方案
• 5.2.1 松兰坑39空区隔离矿柱位置的确定
• 5.2.2 松兰坑铜区隔离矿柱位置的确定
• 5.2.3 向阳坑隔离矿柱位置的确定
• 5.3 数值计算模拟方法简介
• 5.3.1 FLAC软件的基本原理
• 5.3.2 FLAC软件的基本特征
• 5.4 隔离矿柱参数确定及其下部房柱法采矿参数确定
• 5.4.1 松兰39空区隔离矿柱参数及采空区稳定性分析
• 5.4.2 铜区隔离层位置、厚度及其下部房柱法采矿参数确定
• 5.4.3 向阳坑隔离层位置、厚度及其下部房柱法采矿参数确定
• 5.4.4 隔离矿柱区域划分
• 5.5 全面法开采主要结构参数确定
• 5.5.1 计算模型
• 5.5.2 结果分析
• 5.6 本章小结
• 5.6.1 松兰坑39空区隔离矿柱留设方案
• 5.6.2 松兰坑铜区直立空区隔离矿柱留设方案
• 5.6.3 向阳坑矿体折返部位隔离矿柱留设方案
• 5.6.4 全面法开采主要参数确定
• 第六章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介