浅谈片理状岩体中深部采空区稳定性与地压处理研究

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1、分类号：密级：学号：2006132单位代码：10407硕士学位论文论文题目:片理状岩体中深部采空区稳定性与地压处理研究研究方向岩石力学与工程专业名称岩土工程研究生姓名张建导师姓名、职称赵奎教授2008年12月10日江西·赣州摘要采空区稳定性评价及地压处理是矿山开采过程的重要问题，是保证矿产资源安全回收的必要前提，深部中段开采更需理解采空区围岩的性质与失稳的条件，判断采场地压显现的规律与特点，从根本上掌握空区及采场破坏的具体情况，从而采取合理的措施，控制有害的变形与破坏，保证回采过程的安全与稳定。本文根据银山铅锌矿北矿带井下的具体情况，采用现场调查、理

2、论分析、室内实验、工程监测和数值模拟等研究方法，结合岩石力学理论与工程实践，对采空区、采场的稳定性进行了定性和定量研究，提出了解决方案，解决了矿山生产难题，完善了工程岩体稳定性的研究方法。本文主要进行了以下几方面的研究：（1）通过现场工程地质调查，确定了影响围岩稳定性的主要因素，并以此划分了工程地质岩组，对片理结构的破坏失稳特性进行了分析。（2）采用现场点荷载强度试验和实验室单轴压缩试验测定了千枚岩平行和垂直层面的力学参数，从而为空区及采场稳定性评价、计算提供了基础数据。（3）通过现场调查，掌握了矿山采空区分布、规模随时间变化的特征，确定了深部中段采

3、场及巷道破坏的形式，并对采空区体积进行了详细地统计分析。（4）利用光弹性应力计、声波、声发射、应变等监测手段对采空区、采场和巷道围岩进行了长期监测，根据监测结果分析了采空区的稳定性以及发生大规模冲击性地压的可能性，研究了采场失稳破坏的关键部位，为确定深部中段空区及采场处理方案提供科学依据。（5）通过三维有限元数值模拟软件3D-σ进行了采空区、采场及巷道建模计算，掌握了从上部开采到中深部北矿区采空区围岩及采场应力、位移、安全率等分布规律，并详细研究了片理构造破坏特征。（6）采用关系矩阵和隶属度相结合的方法对北山区采空区稳定性进行了评价，最后在现场监测及

4、数值模拟综合研究的基础上提出了银山铅锌矿北矿带中深部采空区处理方案及深部中段地压防治措施。关键词：采空区；地压；稳定性；数值模拟；IIIABSTRACTEvaluationofthestabilityofthemined-outareaandthepressuretodealwithminingprocessisanimportantissue，Itisnecessarypreconditiontoensurethesafetyofmineralresourcesforrecovery，Weneedunderstandmoreaboutthenatu

5、reandconditionsofinstabilityofthemined-outareasurroundingofdeepmininginthemiddle，determinethepressurebehaviorandthelawofthecharacteristicsofminingsites，Fundamentallyhandandunderminethestopetothespecificcircumstances，Soastotakereasonablemeasures，Controlofharmfuldeformationandfai

6、lureandensurethattheprocessofrecoveryofsecurityandstability.ThisarticleaccordingstoYinshanlead-zincmineorebeltnorthofthespecificcircumstances，Useofon-siteinvestigation、theoreticalanalysis、indoorexperiment、projectmonitoringandnumericalsimulationmethodssuchas，Combinationofrockmec

7、hanicstheoryandpractice，Weunderstandthestopestabilityofthequalitativeandquantitativeresearchonthemined-outareaandproposedsolutions，andmineproductiontosolvetheproblem，Improvethestabilityoftherockengineeringresearchmethods.Thefollowingarethemainresearches：(1)Throughon-siteenginee

8、ringgeologicalsurvey，todetermineamajorfactoroftheimpac