平原浅埋岩溶大水矿床井下近矿体注浆帷幕层堵水加固效果研究.doc

平原浅埋岩溶大水矿床井下近矿体注浆帷幕层堵水加固效果研究随着地下矿山的不断开发与利用,高应力、深井高温、矿坑涌水量大等水文、工程地质条件复杂的难采矿山不断增加。大水金属矿床防治水技术主要有疏干排水、矿区地面帷幕注浆截流和井下近矿体帷幕注浆堵水加固技术等,对于地处平原地区浅埋型的大水金属矿床,采用井下近矿体帷幕注浆堵水加固技术,往往能取得很好的效果。井下近矿体帷幕注浆堵水加固方法的关键技术之一是帷幕层的经济合理性、技术可行性、安全稳定性等方面的论证研究,大水矿山井下形成注浆帷幕层后,帷幕层是保障矿山安全生产的最后一道屏障,因此,注浆帷幕层的可靠性与稳定性直接关系到矿山的安全和生存。论文以徐楼铁矿石楼矿床一矿带为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法,结合地面沉降监测网和声发射监测网的监测结果,对注浆帷幕层的堵水加固效果进行分析论证,为该矿山全面实现高效开采提供技术指导和重要保障。论文的主要研究成果有:(1)通过分析岩石的变形机理和注浆加固理论,探讨矿山压力的显现形式以及岩体与浆液相互作用机理。(2)通过徐楼铁矿实施井下近矿体帷幕注浆堵水加固工程以及对堵水效果分析可知:矿床顶板及围岩最终形成了厚度不小于25m的堵水率高达94%的注浆帷幕层。(3)选取徐楼铁矿具有代表性的采场作为研究对象,设置合理的参数,运用数值计算软件MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建立简化数值建模。将模型分帷幕前和帷幕后两种情况进行数值模拟,对帷幕层进行分析计算,从理论上验证了25m的帷幕层的合理性及其良好的注浆加固效果。(4)通过分析徐楼铁矿地面沉降监测网和声发射监测网的监测数据及结果,从实践方面验证了MIDAS/GTS-FLAC3D数值建模及其模拟计算的合理性与可靠性,同时结合前后序钻孔涌水量及注浆量、已采矿房揭露情况、地面水位观测网情况等多方面综合分析,得出井下近矿体帷幕注浆堵水加固工程构成了堵水加固效果良好的注浆帷幕层。