平朔東露天礦地下采空區(qū)頂板安全厚度及處理研究.pdf

1、平朔東露天礦在資源整合以前是由多個民營企業(yè)開采，存在多個地采小煤窯且亂采、濫采現(xiàn)象嚴(yán)重，采場內(nèi)存在一定數(shù)量、情況不明的空區(qū)。隨著露天開釆作業(yè)的進(jìn)行及暴露時間的增加，可能出現(xiàn)頂板巖體冒落而造成上覆巖層塌陷，威脅著露天作業(yè)人員與設(shè)備的安全，定量地確定這些地下采空區(qū)頂板安全厚度能確保礦山生產(chǎn)安全進(jìn)行。
　　對東露天礦進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，采用鉆孔探測法摸清采空區(qū)的形態(tài)大小和特征；理論分析采空區(qū)頂板破壞機(jī)理并計算出頂板安全厚度。采用AN

2、SYS/LS-DYNA動力有限元軟件建立含采空區(qū)的臺階爆破模型，進(jìn)行不同跨度不同埋深條件下的采空區(qū)頂?shù)装寮皟蓚?cè)墻體的應(yīng)力分析；并通過 Midas軟件模擬設(shè)備靜載條件下不同跨度的采空區(qū)頂板應(yīng)力分布特征；最后提出東露天礦地下采空區(qū)的治理方法。全文主要研究成果如下：
　?。?）通過對東露天礦巖體進(jìn)行工程折減，得出數(shù)值模擬計算需要的工程巖體力學(xué)參數(shù)，抗壓強(qiáng)度值為8.01MP，抗拉強(qiáng)度值為0.45MPa。
　　（2）通過5種經(jīng)典理論計

3、算公式得出采空區(qū)頂板安全厚度推薦值，即跨度10m時其頂板安全厚度7.4m，跨度15m厚度11.4m，跨度20m厚度15m，跨度25m厚度18.5m，跨度30m厚度23.7m，跨度40m厚度31.5m。
　?。?）綜合爆破沖擊荷載和設(shè)備壓力荷載條件下的不同跨度采空區(qū)頂板安全厚度，結(jié)果表明跨度10m時其頂板安全厚度12m；跨度15m厚度16m，跨度20m厚度21m，跨度25m厚度25m，跨度30m厚度30m；跨度40m厚度42m。

4、r>　　（4）提出采空區(qū)治理步驟，結(jié)合東露天礦實際情況選擇合適的探測方法并根據(jù)頂板安全厚度（H0）、最大打孔深度（hm）以及空區(qū)上緣距上覆臺階面高度（h）三者之間的關(guān)系將空區(qū)分為3類，并對每類空區(qū)根據(jù)礦巖穩(wěn)固條件、治理難易程度再細(xì)分三種情況；針對不同類別的采空區(qū)提出高效、安全的處理方法即崩落法，并對某一采空區(qū)進(jìn)行實踐處理，效果明顯達(dá)到治理目的。
　　通過上述研究確定了東露天礦不同跨度下采空區(qū)的頂板安全厚度，對于頂板厚度不合要求的采