本文采用实验研究、理论分析与数值模拟相结合的研究方法,对河北某石膏矿采空区的稳定性及其控制措施进行了研究,完成的主要研究工作及取得的研究成果如下:(1)采用RMT-150B岩石力学试验系统及DHZ-1型点荷载仪,开展了岩石力学试验,试验结果表明,当泥质石膏矿遇水后,其抗压强度将大大下降,仅为干样的20~30%。(2)采用FLAC3D对该矿采空区的稳定性进行了数值模拟,模拟结果表明,该矿的多数采空区是稳定的,只有少数几个采空区出现了破坏,也只有少数几个矿柱承受着较大的竖向应力。(3)对河下采空区顶板中导水裂隙带的发育高度进行了分析和计算,结果表明,隔水层厚度约27.2m,不会导引地表水灌入采场。(4)采用安全系数法分析了矿柱的稳定性,再将分析结果与数值模拟结果和导水裂隙带发育高度计算结果相结合,提出了如下控制采空区稳定性的措施:在C2号采空区、B6号采空区及B8号采空区的顶板均将垮塌,应沿这些采空区长轴方向设置3个横断面为2×2m2的人工支柱,其中1个入口处,其余2个依次往里排,间距为15m。(5)后续采矿须采用房柱法进行,矿房跨度为8-10m,最大不得大于10m;连续矿柱的跨度为5-8m,最小不得小于5m。在运输大巷两侧留设不得小于4m的连续矿柱。
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