資源描述：
《基于微震監(jiān)測的大范圍破裂礦柱穩(wěn)定性評價》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于微震監(jiān)測的大范圍破裂礦柱穩(wěn)定性評價郭遠發(fā)1，劉宏發(fā)1，摘要：柿竹園礦大范圍破裂礦柱回采進行436噸大爆破施工前，對裝藥區(qū)域的穩(wěn)定性的監(jiān)測與評價是確保大爆破施工安全與順利實施的重要工作。本文基于柿竹園礦一次典型的大范圍破裂礦柱安全回采過程的井下地壓微震監(jiān)測實例，詳細分析了大范圍破裂礦柱產(chǎn)生的原因，出礦對破裂礦柱穩(wěn)定性的影響及微震監(jiān)測系統(tǒng)對破裂礦柱活動過程的監(jiān)測，最后根據(jù)微震監(jiān)測結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場實際顯現(xiàn)對破裂礦柱穩(wěn)定性狀態(tài)進行了評價。說明了微震監(jiān)測系統(tǒng)能較客觀準確地對破裂礦柱的活動狀態(tài)進行監(jiān)測，能對破裂礦柱的穩(wěn)定性狀態(tài)進行較準確的評價與預(yù)警，為大
2、爆破的安全施工與順利實施提供了地壓安全方面的保障。關(guān)鍵詞：破裂礦柱；安全回采；微震監(jiān)測1引言1.1礦山開采歷史柿竹園鎢錫鉬鉍多金屬礦床礦體集中厚大，有用礦物種類繁多，是國家重要的礦產(chǎn)資源基地。礦床自1987年采用分段鑿巖階段礦房法開采以來，因種種原因井下的采空區(qū)（礦房）未能進行處理，截止2002年，井下留下占礦塊約60%的礦柱礦量和近300萬m3的巨大采空區(qū)群，累計頂板暴露面積達3萬m2，連續(xù)頂板暴露面積近1萬m2，15米厚的連續(xù)條帶礦柱多處垮塌。為了實現(xiàn)礦山采礦的持續(xù)生產(chǎn)，有效處理采空區(qū)和回采礦柱，礦山自2002年起與長沙礦山研究院合作研究
3、，最終確定采用中深孔大爆破的方式回采礦柱和頂板富礦，并處理采空區(qū)安全隱患。在確定了上述連續(xù)回采采礦方法后，柿竹園礦先后經(jīng)歷了井下中深孔亞洲第一爆、世界第一爆800多噸、350多噸等多次大爆破。截止到2011年年初，已經(jīng)實現(xiàn)了對約一半的礦柱的崩礦，回采現(xiàn)狀圖見圖1與圖2所示。1.2大爆破前微震監(jiān)測的重要性大爆破前，由于裝藥區(qū)域范圍廣和裝藥量大，人員需要長時間在裝藥區(qū)域進行施工。同時由于一部分炸藥裝入炮孔內(nèi)，裝藥區(qū)域的穩(wěn)定性監(jiān)測與評價直接關(guān)系到施工人員的安全和大爆破的順利實施。在持續(xù)的大爆破回采這一過程中，微震監(jiān)測技術(shù)多次對大爆破前圍巖體穩(wěn)定性狀
4、態(tài)的評價與預(yù)測與實際符合較好，為大爆破的工程施工與裝藥實施提供了必要的安全保障。2大范圍破裂礦柱產(chǎn)生的背景由于柿竹園礦回采對象是群空區(qū)礦柱與巨厚頂板結(jié)構(gòu)，因此爆破區(qū)域的選擇和回采順序直接影響到這一框架式結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)的合理性。本節(jié)將結(jié)合一個典型實例來具體分析巨厚頂板與群空區(qū)礦柱結(jié)構(gòu)發(fā)生大范圍開裂的過程。2.1爆破背景2011年3月25日17時30分在2盤區(qū)610水平到630水平的K2-5進行了裝藥量約為40噸的大爆破，爆破區(qū)域見圖1與圖2所示。73.25爆破區(qū)域在558分層的投影范圍7.09爆破區(qū)域圖1回采現(xiàn)狀圖及大爆破區(qū)域558分層平面圖圖
5、2回采現(xiàn)狀圖及大爆破區(qū)域2盤區(qū)縱剖面圖2.2力學(xué)分析由于C5礦柱從558分層往下已經(jīng)發(fā)生垮塌，破損不堪，喪失了較大程度的承載能力。因此，從圖2縱剖面圖可以看出，當(dāng)“3.25”爆破區(qū)域回采后，558分層以上的K2-5及C5礦柱形成了一個巨厚懸臂梁力學(xué)結(jié)構(gòu)，使受力狀態(tài)發(fā)生了惡化。特別是在558分層以上的C6礦柱中，形成了張拉力的應(yīng)力狀態(tài)。由于巖石抗張拉強度低，同時由圖3可以看出，巖體原生節(jié)理裂隙所在平面與張拉力的方向近似垂直，所以在570分層至630分層產(chǎn)生了不同程度的近似東西走向的張拉裂縫，如圖4所示，圖4是張拉開裂面的赤平極射極點密度圖，其中
6、以603與610分層開裂情況最為嚴重。7圖3巖體原生節(jié)理裂隙赤平極射極點密度圖圖4現(xiàn)場開裂面赤平極射極點密度圖3基于微震監(jiān)測的破裂礦柱的穩(wěn)定性評價3.1微震監(jiān)測系統(tǒng)簡介柿竹園礦微震監(jiān)測系統(tǒng)由36通道單軸加速度傳感器組成，是當(dāng)時國內(nèi)通道數(shù)最多的礦山。36個傳感器分別布置在514、558與630分層，每個分層12個傳感器。其中558分層傳感器布置圖見圖1所示，圖中實心方塊為傳感器。該系統(tǒng)為全數(shù)字型，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時傳輸、處理與顯示，系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)在此不再累述，具體參見參考文獻2—4。微震監(jiān)測技術(shù)是目前國際上最先進的地壓監(jiān)測技術(shù)，在國外礦山得到
7、了較為廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)礦山也開始應(yīng)用微震監(jiān)測技術(shù)。與常規(guī)的地壓監(jiān)測技術(shù)手段相比,多通道微震監(jiān)測技術(shù)具有以下主要特點：一是該技術(shù)可實現(xiàn)對微震(微破裂)事件的全天候?qū)崟r監(jiān)測；二是突破了傳統(tǒng)監(jiān)測方法力(應(yīng)力)、位移(應(yīng)變)中的“點”或“線”意義上的監(jiān)測模式，實現(xiàn)對設(shè)計監(jiān)測范圍內(nèi)的巖體破壞(裂)過程在空間概念上的時間過程監(jiān)測,并可實現(xiàn)常規(guī)方法人不可達到地點的監(jiān)測，減輕了監(jiān)測人員的工作危險性與勞動強度；三是實現(xiàn)了對微震事件的高精度空間定位；四是可以采用微震事件數(shù)、能量、震級、視應(yīng)力、動應(yīng)力降、靜應(yīng)力降、震源半徑等物理量的多參數(shù)分析，實現(xiàn)從更多的
8、角度來分析井下地壓情況；五是對監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)了全數(shù)字化采集、存儲與處理；六是實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和信息的遠傳輸送，可以多用戶計算機遠程可視化監(jiān)控與分析，為建立專家診斷系統(tǒng)打
