冬瓜山铜矿隔离矿柱回采采矿巷道稳定性与支护参数研究

摘要

矿山进入深部开采后，巷道稳定性问题日益突出。本文针对冬瓜山铜矿隔离矿柱回采采矿巷道的稳定性问题从理论分析、现场实测、数值模拟等方面对冬瓜山隔离矿柱巷道进行研究，具体内容如下:
　　(1)通过查阅大量文献，系统总结了巷道稳定性分析方法、巷道支护理论、巷道支护技术的发展现状及其研究成果，提出目前研究存在的问题以及本文的研究思路与研究内容;
　　(2)探索了松动圈支护理论在冬瓜山铜矿隔离矿柱回采采矿巷道支护设计中应用的可行性。在建立巷道围岩松动圈力学模型的基础上，分析了巷道围岩松动圈范围内不同围岩应力区的受力情况，并推导出松动圈半径理论公式。根据推导出的巷道松动圈理论公式，算出隔离矿柱采矿巷道围岩松动圈范围为1.46m。
　　(3)运用FLAC3D数值模拟软件对隔离矿柱回采采矿巷道进行模拟，得出隔离矿柱回采采矿巷道周围形成大约1.6m～2.2m的塑性区，在顶板45°区域及底角处塑性区范围较大。结合最大主应力、最小主应力、位移图等知:隔离矿柱回采采矿巷道失稳需支护才能维持其稳定;在巷道拱肩处、底角处、直墙中间处为巷道易破坏处，应加强支护。
　　(4)根据隔离矿柱回采采矿巷道稳定性研究结果和实际情况制定松动圈测试方案，运用RSM-SY5声波仪对其进行松动圈测试。通过分析测试结果知冬瓜山隔离矿柱回采采矿巷道松动圈范围为0.8m～1.3m，为中等松动圈。根据松动圈支护理论及松动圈测试结果，提出支护方案。
　　(5)根据冬瓜山隔离矿柱回采采矿巷道不同的支护方案数值模拟结果，对比分析不同支护方案的支护效果，确定最优支护组合，为隔离矿柱巷道支护设计提供参考依据。
　　本文研究结果对处于第三步骤回采的隔离矿柱巷道的稳定性有重要参考价值。