软破倾斜薄矿体开采围岩控制理论与实践

1 绪论

 1.1 研究背景及意义

 1.2 国内外研究现状

 1.2.1 现代地下矿山开采现状及发展趋势

 1.2.2 深部巷道围岩松动圈稳定性控制理论与技术

 1.2.3 缓倾斜薄矿体开采工艺

 1.2.4 急倾斜薄矿体开采工艺

 1.2.5 采场回采顺序与结构参数优化

 1.2.6 采空区围岩稳定性分析与控制

 1.3 本书研究的主要内容

2 矿区工程地质及开采技术条件

 2.1 矿区地质

 2.1.1 地层

 2.1.2 构造

 2.1.3 岩浆活动

 2.1.4 围岩蚀变

 2.2 矿床特征

 2.3 矿体特征

 2.3.1 一般特征

 2.3.2 主要矿体地质特征

 2.3.3 次要矿体特征

 2.4 矿床开采技术条件

 2.4.1 矿区水文地质条件

 2.4.2 矿区工程地质条件

 2.4.3 矿区环境地质条件

 2.5 本章小结

3 岩体结构调查及分析

 3.1 概述

 3.2 岩体结构调查方法

 3.2.1 详细线观测法

 3.2.2 节理裂隙调查内容

 3.3 岩体结构调查地点的确定

 3.4 岩体结构调查结果

 3.5 岩体结构调查总结分析

 3.5.1 结构面间距

 3.5.2 结构面粗糙度

 3.5.3 结构面倾角

 3.5.4 结构面类型

 3.5.5 结构面张开度

 3.5.6 地下水条件

 3.5.7 结构面空间分布规律

 3.6 井下结构面对巷道稳定性的影响

 3.6.1 优势结构面的确定

 3.6.2 结构面对巷道稳定性的影响

 3.7 本章小结

4 基于室内岩石力学试验的岩体力学参数

 4.1 室内物理力学试验

 4.1.1 试样的采取、制备

 4.1.2 试验内容及方法

 4.1.3 岩石力学试验结果

 4.2 岩石点荷载试验

 4.2.1 点荷载试验及试验结果

 4.2.2 点荷载试验与标准抗压强度试验结果对比

 4.2.3 结论

 4.3 岩体质量评价RMR值

 4.3.1 RQD值的计算

 4.3.2 RMR分级法

 4.4 岩体参数的确定

 4.4.1 Hoek-Brown强度准则

 4.4.2 Hoek-Brown准则参数的确定

 4.4.3 岩体力学参数的确定

 4.5 千枚岩的矿物组成及微观结构

 4.5.1 千枚岩矿物组成及微观结构

 4.5.2 泥质千枚岩矿物组成及微观结构

 4.6 千枚岩的水理特性

 4.6.1 岩石的吸水实验

 4.6.2 自由膨胀率实验

 4.7 本章小结

5 松软破碎巷道围岩失稳机理及围岩松动圈稳定性控制

 5.1 软破岩体巷道破坏的主要特征及影响因素

 5.1.1 软岩巷道破坏的主要特征

 5.1.2 软破岩体巷道破坏的影响因素

 5.2 矿区软破岩体巷道失稳机理

 5.2.1 795坑巷道围岩失稳机理

 5.2.2 860坑巷道围岩失稳机理

 5.3 软破岩体巷道围岩松动圈支护技术

 5.3.1 巷道围岩松动圈

 5.3.2 围岩松动圈测试及结果

 5.3.3 大松动圈支护设计理论

 5.3.4 大松动圈锚注支护机理及参数确定

 5.4 本章小结

6 松软破碎巷道围岩支护方案及控制技术数值模拟

 6.1 矿区巷道围岩支护方案

 6.1.1 锚喷网支护(支护方案1)

 6.1.2 锚注+锚喷网支护(支护方案2)

 6.1.3 超前注浆+锚喷网+钢支架联合支护(支护方案3)

 6.1.4 超前小导管注浆结合钢拱架支护(支护方案4)

 6.1.5 超前小管棚结合钢拱架支护(支护方案5)

 6.2 基于FLAC3D的松软破碎巷道围岩支护控制

 6.2.1 拉格朗日差分法及FLAC3D软件简介

 6.2.2 基本假设

 6.2.3 计算模型

 6.2.4 计算方案

 6.2.5 计算采用的力学模型

 6.2.6 计算采用的力学参数

 6.2.7 计算结果分析

 6.2.8 松软破碎巷道开挖支护数值模拟结论

 6.3 巷道掘进光面爆破作用机理及其施工工艺

 6.3.1 新奥法施工

 6.3.2 光面爆破的定义

 6.3.3 光面爆破的作用机理

 6.3.4 光面爆破试验

 6.3.5 光面爆破施工方法

 6.4 超前锚杆支护机理及其施工工艺

 6.4.1 超前锚杆加固围岩的机理

 6.4.2 超前支护施工工艺

 6.5 锚注支护机理及其施工工艺

 6.5.1 锚注支护机理

 6.5.2 锚注支护技术及参数设计

 6.5.3 注浆材料、设备的选择

 6.6 钢支架+锚注+喷砼联合支护工业试验

 6.7 本章小结

7 软破倾斜薄矿体分类及采矿方法

 7.1 采矿方法选择主要影响因素

 7.1.1 矿床地质条件

 7.1.2 开采技术经济条件

 7.2 矿区矿体分类

 7.2.1 795坑分类结果

 7.2.2 860坑分类结果

 7.3 采矿方法选择及确定

 7.3.1 浅孔留矿法

 7.3.2 分段房柱空场法

 7.3.3 分段空场嗣后废石充填采矿法

 7.3.4 倾向小分段崩落采矿法

 7.3.5 留矿全面采矿法

 7.3.6 留矿全面空场联合采矿法

 7.3.7 全面空场留矿联合采矿法

 7.4 本章小结

8 软破倾斜薄矿体采场结构参数优化与回采顺序

 8.1 数值模拟计算模型的建立

 8.1.1 基本思路

 8.1.2 计算模型的建立

 8.2 计算参数与约束条件

 8.2.1 屈服准则的选择

本书针对松软破碎倾斜薄矿体开采难度大、巷道和采场地压难以控制等问题，以勐兴铅锌矿地下开采为背景，主要介绍了岩体结构调查、室内试验与岩体力学参数取值，松软破碎巷道围岩失稳机理及支护技术，软破倾斜薄矿体采矿方法、采场结构参数与回采顺序优化，采动围岩变形规律与顶板控制，矿体开采对上部隔水层稳定性的影响等内容。 本书为软破倾斜薄矿体地下开采现场工程实践提供理论依据与技术支撑，可供采矿、安全专业工程技术人员参考。