卸压爆破在深部金属矿山开采中的研究

摘要

从卸压开采的历史出发,总结了卸压开采的发展过程、现状及存在的问题,确定了研究的基本内容是卸压开采理论与实践。介绍了卸压开采的主要理论,包括压力拱理论、孔洞卸压理论、弹性变形能理论和控顶卸压理论,还包括卸压开采的一些主要方法,如注水软化法、巷道卸压法、钻孔法和卸压爆破法。介绍了深部矿体的岩石力学性质,主要分析了深部矿岩的压强特性和流变特性。介绍了卸压爆破的机理及影响因素。
　　介绍了深部矿体的岩爆机理,通过采用空心包体应变法测定高峰矿区105号矿体的原岩应力,表明其存在高强度的构造地应力。同时结合高峰矿区的开采技术与开采工艺和原岩地应力,以及岩石力学参数等,综合考虑岩体的质量指标值(RQD值)、岩石单轴抗压强度、弹性变形能量储能与塑性变形耗散比值以及第一主应力与单轴抗压强度的比值,得出结论:矿区105号矿体具有岩爆倾向性。
　　本文以广西高峰矿业公司深部105号矿体为研究对象,针对105号矿体可能出现的地压灾害进行了深入的卸压开采方案研究。本文结合高峰矿区现有的开采技术条件、开采工艺、岩体力学参数以及地应力水平,提出了3种卸压方案:从下盘向上盘方向回采,对工作面卸压爆破;沿矿体走向方向回采,对工作面卸压爆破;从下盘向上盘方向回采,对工作面、两帮卸压爆破。通过采用FLAC3D模拟软件对卸压方案进行数值模拟,计算的结果显示:从下盘向上盘方向回采,对工作面卸压爆破的方案,在从矿体下盘往上盘方向的工作面应力相比于未卸压方案有较大幅度的降低,但是沿矿体走向方向工作面的卸压效果不明显;沿矿体走向方向回采,对工作面卸压爆破方案沿矿体走向方向工作面的应力相比于未卸压方案有较大幅度的降低,但是从矿体下盘往上盘方向工作面的卸压效果不明显;从下盘向上盘方向回采,对工作面、两帮卸压爆破方案在各个工作面的卸压效果明显,原工作面的高应力在卸压爆破后向深部矿体转移,减小了工作面的变形量,降低了工作面发生岩爆的几率,为安全回采创造了条件,通过比较分析确定从下盘向上盘方向回采,对工作面、两帮卸压爆破方案为最优方案。

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第一章 绪 论

1.1课题提出的背景

1.2 课题的研究意义

1.3 国内外研究现状

第二章 高峰矿深部矿区开采技术条件

2.1 深部矿区的地质简介

2.2 深部矿体的地质特征

2.3 深井高地应力的岩石力学分析

第三章 卸压爆破的机理及影响因素

3.1 卸压爆破的主要形式与分类

3.2卸压爆破破坏机理

3.3卸压爆破应力波的传播规律

3.4卸压爆破的影响因素

第四章 深部矿体卸压开采方案研究

4.1 采矿方法

4.2 深井卸压方案

4.3 基于数值模拟分析方案卸压开采效果

4.4 小结

第五章 全文总结及展望

5.1 总结

5.2 不足与展望

参考文献

致谢

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