矿柱回采稳定性分析及地压显现规律研究

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本文依托长期课题《安庆铜矿地压监测与控制技术研究》,同时结合安庆铜矿工程实际的一系列突出技术难题,应用理论分析、现场监测和现场调查等多种研究手段,围绕探明构造应力环境下厚大深部矿体回采活动的地压显现规律进行了深入系统的研究,研究结论表明:1、应用应力岩移变形监测、理论分析等综合手段,对-400m临时水平矿柱稳定性研究,揭示了水平矿柱相邻矿体回采过程中,水平矿柱应力、变形空间分布的时空演变规律:临时水平矿柱呈现明显的应力集中现象;-400m以下矿柱回采对临时水平矿柱的稳定性有着重要的影响,水平矿柱的应力与变形呈现出明显的振荡趋势,但应力与变形值变化较平稳,这说明临时水平矿柱整体是稳定的,灾害性事故不会发生。并在此基础上,提出了水平矿柱回采的工程技术措施。2、应用平衡拱理论及胶结充填体受力特征,建立了充填体力学计算模型,采用极限平衡原理,得出了充填体暴露高度与滑坡面最大正应力间的线性增长关系,充填体暴露高度越高,所要求的充填体强度越高。3、通过现场测斜仪,探地雷达监测及C-ALS探测手段,对充填体变形进行研究,揭示了充填体中上部位变形随深度增加而增大,充填体边缘的中上部可能存在片帮现象,但整体是稳定的。4、采用光弹应力计、岩移监测等多种研究手段,对矿柱回采活动的地压显现规律进行系统深入研究,探寻了其时空演变规律:深部矿柱的回采将诱发相邻区域围岩二次应力变化,相邻区域形成明显的应力集中现象,但随着围岩远离矿柱回采区域,矿柱回采作业对其影响甚小,且深部矿柱回采活动对-400m以上采空区的稳定性也影响也很小。上述研究成果,为保证安庆铜矿安全、高效、最大限度地回收井下资源提供技术支撑,也为我国类似的矿山开采提供参考价值。
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