上橫山緩傾斜多層礦床充填法回采圍巖變形及其卸壓開采研究.pdf

1、緩傾斜多層礦床地下開采過程中，不同巖層的交互回采擾動與礦床安全高效開采之間矛盾突出，地壓管控難度大。為解決緩傾斜多層礦床圍巖復(fù)雜的應(yīng)力集中等地質(zhì)災(zāi)害問題，保障礦床安全高效開采，必須系統(tǒng)地研究礦床回采圍巖變形及其卸壓技術(shù)。以上橫山礦緩傾斜多層礦床為研究對象，采用不連續(xù)面多層組合相似材料模型試驗、有限元數(shù)值模擬試驗和斷裂力學(xué)理論研究的綜合方法，研究了礦床充填法回采作業(yè)面圍巖的變形特征，基于地下工程圍巖最小變形及其穩(wěn)定性原則，確定了區(qū)域性和局

2、部性卸壓技術(shù)。
　　首先通過相似材料配比試驗，配制了不同配比的低強度相似材料，分析了其物理力學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律，根據(jù)多層礦床賦存條件和條帶開采嗣后充填的試驗要求，確定了有效的4種相似材料配比，建立了典型勘探線的緩傾斜多層礦床相似材料模型；同時采用Phase2數(shù)值模擬軟件，構(gòu)建了與物理相似模擬試驗相對應(yīng)的數(shù)值模擬模型，為有效開展緩傾斜多層礦床地下開采試驗研究提供了基礎(chǔ)。
　　然后，根據(jù)條帶法開采作業(yè)面礦柱受力特征，確定了兩側(cè)臨

3、空條帶礦柱?-П復(fù)合型裂紋尖端的Westergaard應(yīng)力函數(shù)，采用考慮中間主應(yīng)力的Hoek-Brown強度準則計算作業(yè)面圍巖破壞區(qū)的邊界條件，建立了礦柱破壞寬度計算模型；并結(jié)合物理相似模擬試驗，利用DIP法分析礦柱的裂紋發(fā)育特征，驗證了模型有效性，為地下充填法回采條帶礦柱寬度設(shè)計提供了定量依據(jù)。
　　最后，選用回采順序和開采強度兩個典型的區(qū)域性順序網(wǎng)絡(luò)卸壓開采方案，研究了礦床區(qū)域性圍巖變形特征，選擇了前進式回采順序和同時開采不充