红透山矿深部高应力作用下岩体层裂发生机制及其控制摘要
岩爆是深部高地应力区硬岩开挖常遇到的问题,也是采矿、隧道工程在深部发展面临的一大难题。红透山铜矿现处于深部开采阶段,由于深部较高的地应力条件,同时岩体属于硬脆性岩体,矿山采场和巷道受到围岩层裂,剥落破坏的影响,由相关文献和研究得知围岩层裂破坏和岩爆之间存在着密切的联系。本文以红透山铜矿-767中段13#采场的采准斜坡道为对象,对巷道两帮出现的层裂破坏现象的机理与控制方法进行研究。通过室内岩石力学实验,现场节理裂隙调查,岩体质量分级和岩爆倾向性分析,得出红透山铜矿具备岩爆发生的岩石条件。对矿房回采过程中应力显现规律进行数值模拟研究,得到13#采场采准斜坡道围岩具备岩爆发生的应力条件。结合岩体层裂破坏的理论分析,对巷道帮壁岩体发生层裂破坏的机理进行研究,并对其破坏形式进行总结,为后期支护总结依据。结合有岩爆倾向性巷道的支护理论,提出针对围岩层裂破坏的支护方案,在现场进行支护应用并对支护系统进行应力位移监测。(1)一般认为岩爆发生需具备两个条件,即较高的地应力条件和能储存大量应变能的岩石条件,结合矿山以往做的地应力测量的工作,表明红透山铜矿深部地应力较高。进行岩石力学实验并对岩体质量进行分级,结合岩爆倾向性判据,得出红透山铜矿深部岩石单轴抗压强度高,岩体质量较好,且具有岩爆倾向性。(2)对层裂破坏研究现状进行总结,得出层裂破坏是高应力硬岩开挖体围岩内部裂隙萌生,扩展形成的,且与岩爆存在着密切的联系,层裂破坏过程的不稳定性可能导致岩爆。采场的开采会对矿体围岩形成应力扰动,因此对采场采动影响下应力分布规律进行研究,并对现场围岩破坏形式进行总结。(3)结合有岩爆倾向性巷道的支护理论,采取释能锚杆加金属网的支护形式对13#采场采准斜坡道进行支护。根据岩体分级方法,工程类比等方法确定锚网支护参数。并在现场进行支护应用,对支护系统进行应力位移监测。
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