發(fā)布時間：2020-10-27 23:59

　　 本文以焦家金礦深部開采為工程背景,以上向水平進路式充填采場為研究對象,以揭示大型金礦深部充填法開采圍巖穩(wěn)定性特征為目標,綜合采用室內巖石力學試驗、理論分析及數值模擬等技術手段,圍繞深部節(jié)理硬巖強度特征及損傷演化規(guī)律、深部圍巖穩(wěn)定性分級及采場極限跨度、上向水平進路式充填法采場圍巖變形及應力演化機制、采場穩(wěn)定性控制技術等內容展開深入研究,取得以下成果及結論:(1)通過室內巖石力學實驗及聲發(fā)射監(jiān)測,研究了巖石破壞前后聲發(fā)射相關參數的變化特征,得到了深部硬巖破壞損傷演化規(guī)律,研究表明,巖石聲發(fā)射參數及損傷呈現明顯的階段性;在此基礎上,考慮節(jié)理的影響,建立了考慮單節(jié)理傾角的損傷本構模型及強度準則,結果表明,總損傷率隨節(jié)理傾角先減小后增大,總體呈正“U”型分布規(guī)律;(2)采用非接觸掃描系統(tǒng)ShapeMetrix 3D及蒙特卡洛法得到了焦家礦區(qū)不同進路的優(yōu)勢節(jié)理組,然后選取特定采場,基于塊體理論分析了不同節(jié)理組合對采場穩(wěn)定性的影響,確定了不穩(wěn)定塊體及應力大小。在此基礎上,基于傳統(tǒng)RMR分級系統(tǒng),增加了地應力、節(jié)理組合及施工因素三個修正系數,提出了修正的M-RMR分級法,并進行了現場應用,結果表明,目前焦家礦區(qū)礦巖穩(wěn)定性總體處于Ⅳ級,部分區(qū)域為Ⅴ級,穩(wěn)定性較差。(3)基于3DEC軟件,建立了反映實際節(jié)理分布的數值計算模型,研究了上向水平進路式充填法采礦過程中,圍巖等級、開采深度及采場跨度與頂板位移、塑性區(qū)之間的定量函數關系,研究結果表明,圍巖穩(wěn)定性級別對采場位移及損傷的影響最大,隨著穩(wěn)定性變差,位移及塑性區(qū)體積均呈指數增長;基于壓力拱理論,對進路開采過程中圍巖的應力分布進行了系統(tǒng)研究,研究表明,穩(wěn)定性級別則對壓力拱的形態(tài)及成拱系數有明顯的影響。采用Mathews穩(wěn)定圖表法,結合數值模擬結果,對極限跨度進行了計算,結果表明,Ⅳ級圍巖極限跨度不應超過5m,Ⅴ級圍巖極限跨度不應超過4m。(4)在焦家金礦試驗開采的基礎上,綜合全文研究成果,分別對一步采礦房圍巖控制技術及二步采礦柱圍巖的錨索支護進行了研究,最終提出了深部充填法開采破碎圍巖穩(wěn)定性綜合控制技術。
【學位單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD863;TD35
【部分圖文】：

１０６？１１４之間均使用混凝土擋墻、噴射混凝土與鋼支架支護，１０６聯巷??往南方向２０ｍ處開始，左幫有３０ｍ長的噴射混凝土與擋墻支護，而右?guī)蜑殚L??３０ｍ以及２０ｍ兩段噴射混凝土與擋墻支護，且在１０６聯巷往南方向２０ｍ處??噴射混凝土支護失效，發(fā)生脫落；１０６與１０４聯巷之間為噴射混凝土支護；??１０４與１０２聯巷之間為鋼拱架支護與噴射混凝土聯合支護且混凝土支護有部??分失效；１０２與９８聯巷之間為鋼支架與噴射混凝土支護；９８與９２聯巷之間??為噴射混凝土支護。由于鋼支架斷面與巷道斷面不一致，鋼支架受力不均導??致變形不均，地壓顯現較為嚴重，如圖２－７所示。??－２３?－??

??圖２－７?１２中段３分巷巷道圍巖及支護破壞實拍圖??（ａ）頂板圍巖冒落；（ｂ）支護變形??１２中段１分巷地壓調查及支護形式分布如圖２－８所示，１１０與１１４聯巷??之間為噴射混凝土支護；１０６與１１０聯巷之間為噴射混凝土支護；１０４與１０６??聯巷之間為噴射混凝土與錨桿支護；從１０２聯巷開始，往南方向，有３ｍ長??的鋼支架支護；９８與１０２聯巷之間為噴射混凝土支護，并伴有支護失效，如??圖２－１０所示。??＼?Ｉ??圖２－８?１２中段１分巷地壓調查及支護形式分布平面圖??（３）１３中段地壓顯現情況??１３中段３分巷地壓調查及支護形式分布如圖２－９所示，勘探線８８？１１８??之間以噴射混凝土進行支護，在Ｊ１３０１０１１８采場進路聯巷和分段聯巷的交叉??口以及Ｊ１３０１００９４采場進路聯巷和分段聯巷的交叉口巖體的破碎程度較高，??因此采用了鋼支架進行支護，鋼支架長度分別為５ｍ和１０ｍ。??聯巷中的支護形式均較為完好

１２中段１分巷地壓調查及支護形式分布如圖２－８所示，１１０與１１４聯巷??之間為噴射混凝土支護；１０６與１１０聯巷之間為噴射混凝土支護；１０４與１０６??聯巷之間為噴射混凝土與錨桿支護；從１０２聯巷開始，往南方向，有３ｍ長??的鋼支架支護；９８與１０２聯巷之間為噴射混凝土支護，并伴有支護失效，如??圖２－１０所示。??＼?Ｉ??
【參考文獻】

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本文編號：2859266