石膏礦地下開采安全技術規(guī)范

中國安全生產科學研究院、安徽省皖東三和石膏開發(fā)有限公司。2100433B

張興凱、王云海等。

本書以石膏礦采空區(qū)安全管理為研究對象，在石膏礦床地質分析基礎上，闡述了石膏礦常用采礦方法——房柱法的技術特征；在相似模擬基礎上分析了大面積采空區(qū)冒落誘發(fā)動力災害的機理，建立了空氣沖擊氣浪風速預測模型和冒落礦震強度預測模型；在總結部分礦山礦房頂板與采空區(qū)冒落失穩(wěn)規(guī)律的基礎上， 基于可靠性理論建立了石膏礦采空區(qū)失穩(wěn)風險評價模型，并對33個石膏礦進行了風險分析。運用FLAC3D對石膏礦采空區(qū)現(xiàn)狀穩(wěn)定性進行了評價；進一步研究發(fā)現(xiàn)，由于石膏礦巖的特殊物理力學性質，蠕變效用顯著，擾動流變耦合作用加劇了礦柱與頂板圍巖的破壞進程，更好地解釋了石膏礦采空區(qū)大冒落的周期性，提出了采空區(qū)大范圍巖移“隔離礦柱——關鍵層”控制體系，并基于此提出了石膏礦采空區(qū)處理關鍵技術，為石膏礦采空區(qū)治理奠定了基礎。

本書可供科研院所研究人員，礦業(yè)類本科生、研究生和礦山企業(yè)技術與安全管理人員參考使用。

引言1

第一章 石膏礦開采技術3

1.1 石膏礦床地質特征(石膏礦物物化性質)3

1.2 石膏礦采礦方法——房柱法5

1.2.1房柱法概述5

1.2.2房柱法實例6

1.3 遺留采空區(qū)災害12

1.3.1采空區(qū)災害類型及特征12

1.3.2礦山采空區(qū)災害形式12

第二章 石膏礦巖物理力學特征14

2.1 國內外巖石流變研究14

2.2 石膏礦巖基本力學性質16

2.2.1石膏巖石基本力學性質試驗研究17

2.2.2巖石流變本構關系19

2.3 石膏礦巖蠕變22

2.4 擾動流變耦合作用24

2.4.1擾動流變耦合作用機理24

2.4.2不同情況下石膏巖石蠕變試驗研究32

第三章 石膏礦采空區(qū)災變機理41

3.1 災變機理簡介42

3.1.1國內外研究綜述42

3.1.2礦山采空區(qū)災害綜合分析44

3.2 沖擊氣浪50

3.2.1沖擊氣浪模擬試驗研究50

3.2.2結論58

3.3 冒落型礦震59

3.3.1冒落型礦震模擬試驗研究59

3.3.2冒落型礦震特征77

第四章 石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定性分析與評價79

4.1 石膏礦區(qū)的分析與評價79

4.1.1石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定型分析與評價的復雜性79

4.1.2評價方法與模型83

4.2 穩(wěn)定性風險評價84

4.2.1采空區(qū)風險性評價方法與指標84

4.2.2穩(wěn)定性風險評價實例(以類比模型法為例)88

4.3 石膏礦采空區(qū)長期穩(wěn)定性92

4.3.1長期穩(wěn)定性研究意義92

4.3.2石膏礦采空區(qū)長期穩(wěn)定性演變機制及破壞模式92

4.3.3多因素耦合作用下石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定性演變97

4.3.4基于經典力學石膏礦采場礦塊結構參數(shù)優(yōu)化及穩(wěn)定性研究99

4.3.5流變擾動等導致巖石力學參數(shù)變化后的礦塊結構參數(shù)優(yōu)化100

第五章 石膏礦采空區(qū)處理方法與技術107

5.1 常用方法與技術評述108

5.1.1石膏礦采空區(qū)處理方法與關鍵技術研究108

5.1.2大面積采空區(qū)穩(wěn)定性控制體系109

5.1.3關鍵層對大規(guī)模巖層移動的控制122

5.1.4隔離礦柱與關鍵層匹配設計122

5.2 石膏礦采空區(qū)處理技術及其特點123

5.2.1封閉處理采空區(qū)123

5.2.2緩沖層對沖擊氣浪的緩沖作用129

5.2.3充填處理采空區(qū)138

5.2.4崩落法處理采空區(qū)139

5.3 強制崩頂處理采空區(qū)案例141

5.3.1礦山開采狀況141

5.3.2礦山采空區(qū)現(xiàn)狀142

5.3.3設計方案142

參考文獻149 2100433B

《露天轉地下開采圍巖穩(wěn)定與安全防災》可供采礦工程、地質工程、地下工程的技術和管理人員以及從事礦山安全生產工作的人員參考，也可作為相關專業(yè)的科研和教學參考用書。