【摘 要】
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矿山因受到开采年限较久和采矿方法适用等因素影响,开采后井下形成大量采空区,若在从事采矿活动过程中对地压问题缺乏有效监控管理,易导致岩体失稳灾害,为减少后续开采的隐患
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矿山因受到开采年限较久和采矿方法适用等因素影响,开采后井下形成大量采空区,若在从事采矿活动过程中对地压问题缺乏有效监控管理,易导致岩体失稳灾害,为减少后续开采的隐患,所以地压活动管理必然是首要解决的问题。微震监测作为一种高精度监测技术,可实时监测岩体在受应力作用下内部微裂隙的萌生、发育及扩展。本文以赣南某钨矿为依托,利用南非IMS微震监测系统采集了大量的微震事件,研究该矿地压活动特征,针对开挖过程中215#采场岩体失稳现象,分析微震事件活动规律以及研究岩体失稳前微震参数的变化特征。主要研究内容及成果如下:(1)通过对某钨矿417中段至517中段现场调查,发现地压活动频发区的一般表现形式为开裂、变形、鼓包。(2)根据矿山开采现状和地压活动剧烈区域,按照微震监测构建原则建立一套33通道的微震监测系统,通过对设计的点位进行最小灵敏度和定位精度模拟,验证系统监测精确性,通过爆破测试得到p波5344m/s、s波3340m/s。用时频分析总结几种典型震源信号特征。(3)分析收集所得微震数据,掌握该矿微震事件时空分布特征,获得微震事件与采矿活动的响应关系。运用地震学和统计学对215#东三采岩体失稳前微震参数分析,得到岩体失稳前微震参数的前兆规律。监测结果表明:累计视体积数的快速增加,同时对数能量指数和施密特数急剧下降预示岩体呈劣化趋向;同时b值的快速下降、位移大幅增加、视应力的递减都是地压灾害的前兆表现。结合灰色突变理论,得到岩体失稳判据,运用累积能量的时间序列建立预测模型x?(0)(k)=8.563e0.36718k,并在现场得到有效验证。(4)对出现岩体失稳的215#东三采,运用Flac3D模拟该采场回采过程,分析在回采过程中上下盘和顶底板围岩应力和位移分布情况,得出岩体可能存在失稳的位置。同时结合Vantage对该区域建立云图分析,分析结果表明数值模拟结果与微震监测结果具有较好的一致性。
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