论文部分内容阅读
随着矿产资源开采深度越来越大,采矿技术条件也越来越复杂,地下巷道稳定性受到严重影响。尤其在地质构造及高应力环境下不良地层的巷道掘进和支护,在很大的程度上影响着采矿的效益,并且使矿业生产面临安全隐患。以挑水河磷矿东部矿区处于不良地质区域的巷道为研究对象,分析穿越断层带的870石门、靠近断层带采掘巷道以及顶板含软弱夹层巷道的稳定性,并针对巷道失稳的因素提出了相应的控制对策。论文主要完成了以下工作: (1)系统地分析和研究挑水河磷矿东区工程地质特征及现场地质勘察,确定了研究区不良地质条件区域发生失稳的巷道主要有穿切断层区域段的石门、靠近断层带的采掘巷道和顶板含软弱夹层的部分主要运输巷道。 (2)通过理论计算分析了不良地质条件区域巷道围岩的失稳破坏机理,采用FLAC3D数值模拟对穿切断层区域石门及靠近断层带采掘巷道进行研究。结果表明:断层产状是影响穿越断层巷道稳定性的重要影响因素,随着断层宽度的增加,巷道在开挖过程中顶板中的水平应力在断层面上发生了突变,巷道顶板的最大沉降值变化幅度大;随着断层倾角的增大,围岩各项指标均不断增大,但变化幅度均较小;通过对穿越断层带巷道不同支护方式的研究得出,采用原有的衬砌支护无法满足巷道的稳定性需求,锚喷支护能够起到很好的作用,对于巷道顶底板的控制比较到位,但是在断层宽度较大的部位,需要通过减小石门的断面面积来增大巷道围岩的承载能力。通过对靠近断层带回采巷道的数值模拟研究得出:采掘巷道在靠近断层时,必须预留足够的保安矿柱宽度,尽量避免沿倾向布置;对于需要多条带同时开采的采区,则需要至少20m以上的断层保安矿柱。 (3)顶板含软弱夹层巷道的稳定性数值模拟表明:衬砌支护对软弱夹层顶板具有较好的支护效果,但是巷道两帮及底板的支护作用有限,在两帮仍产生了31mm的位移。联合支护作用的效果比较明显,对于巷道顶底板及两帮都能够有很好的控制。针对顶板含软弱夹层巷道的控制要两方面出发,一是要加强对于顶板泥化夹层的判断,二是要建立合理的支护方式。