阿舍勒铜矿开采扰动下巷道变形特征与控制研究摘要
随着开采深度的不断增大,深部金属矿山开采所面临的力学环境日益复杂。在这种复杂的高应力条件下,频繁的开采活动会对工程围岩稳定性造成强烈的扰动,尤其是药量较大的大孔爆破,极易诱发巷道变形、顶板沉降、片帮、岩爆等地压灾害,严重威胁人员设备的安全。在深部回采过程中,围岩的变形特性与开采活动关系密切。因此,采用多种监测技术捕捉开采全过程中围岩变形、振动的时空演化信息,开展爆破振动波传播规律与巷道变形规律研究,揭示围岩变形与爆破参数之间的内在联系,为巷道变形控制提供科学依据,具有重要的理论和实际应用价值。本文依托阿舍勒铜矿,针对深部大直径深孔采矿法引起的巷道破坏问题,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,通过构建深部采场开采过程变形监测系统和爆破振动监测系统,捕捉开采过程中巷道变形、振动演化信息,分析不同类型爆破参数下爆破振动波传播规律,结合开采过程的数值模拟结果,研究开采扰动下巷道变形规律,揭示单段爆破药量、爆心距等参数与巷道变形之间的关系。在此基础上,提出阿舍勒铜矿巷道变形控制措施。主要研究工作如下:(1)考虑深部采场工程布置,制定沿穿脉巷道布置监测点的爆破振动监测方案,构建爆破振动监测系统,采集深部大直径深孔采场爆破的振动信号,基于萨道夫斯基公式拟合分析爆破振动波衰减规律,着重分析拉槽爆破和大孔爆破不同爆破类型爆破振动波传播衰减规律的差异。(2)采用收敛尺三点断面布置形式,采集深部采场开采过程上下盘沿脉、穿脉巷道变形数据,总结开采过程中监测断面随时间的变化特征,揭示开采扰动对不同位置处巷道变形特征的影响,尤其是深部大直径深孔爆破,对比分析监测断面顶板、两帮变形规律的异同,研究采场开采过程中巷道变形时空演化规律。(3)依据Hoek-Brown强度准则,获取矿岩体强度力学参数。在此基础上,采用FLAC3D数值模拟软件,考虑岩体稳定性与现场施工组织特点,模拟深部采场开采过程应力变形分布规律,结合现场监测结果,分析深部开采扰动下的巷道变形规律。(4)基于深部开采扰动下巷道变形规律研究,总结阿舍勒铜矿深部巷道变形控制措施,依据爆破振动质点峰值振动安全临界速度,优化采场周围巷道布置,提出深部大孔爆破单段最大药量和最小安全距离,并对巷道断面的支护时机及巷道断面不同位置的支护强度提出合理化建议。
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