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摘要:本文以湖南省安化县渣滓溪锑矿区薄矿脉群的开采为工程背景,通过现场资料收集,并采集岩石样本进行常规岩石力学试验,获取了岩爆附近区域岩体的物理力学参数。采用钻孔应力解除法进行了三维原岩地应力测量,计算出了矿区中深部原岩地应力场的主应力大小和方向,并分析了原岩应力场的分布规律。运用FLAC3D进行原岩应力模拟计算得到了矿区整体的原岩应力场,然后对矿区规则和不规则特征矿脉群开采进行数值计算。主要结论如下:(1)对渣滓溪锑矿区中深部原岩地应力的测量,计算发现最大主应力达到19.61Mpa,渣滓溪锑矿区中深部最大主应力方向为NEE-SWW方向,渣滓溪矿区中深部最大主应力属于水平构造应力,分析出了矿区整体原岩应力场,发现最大主应力随着深度增加而逐渐增加。(2)对矿区特征矿脉群组进行单独开采分析,Z方向应力对矿脉群影响最大。说明虽然水平应力为该区域的构造作用力,但是在开采过程中,矿压显现以自重应力作用为主。(3)对规则矿脉群开采发现,沿走向开采时,在矿房顶底柱形成高度应力集中,底柱应力集中大于顶柱应力集中。单条矿脉沿倾斜方向开采时,底柱形成的集中力会沿着100%原岩应力拱传递至下中段底柱,最大应力集中发生在最大采深上部1-2个中段底柱。相邻矿脉依次超前开采易造成矿房底柱集中应力沿应力拱依次向下叠加,造成底柱破坏,进而引起连锁的矿压灾害,此类矿脉群不易采用由中间矿脉向两翼推进的开采方式,宜采用由两翼向中间矿脉推进的开采方式,同中段依次回采完成后,再向下推进开采,或者采用由上盘向下盘推进开采。(4)不规则反转矿脉开采时,易发生拉伸破坏,且轴部外侧高度应力集中,形成矿压灾害的突变点。分支复合矿脉开采时,分支矿脉在上盘分叉矿脉底柱形成压应力集中,复合矿脉在下盘矿脉顶柱形成压应力集中,复合矿脉应力集中程度大于分支矿脉,复合矿脉更易产生突变破坏。(5)矿脉群开采的采矿顺序能够影响矿山压力的转移,矿压显现为部分底柱的应力集中度超过岩石的能量储存极限而发生岩爆(6)通过对开采现状的模型划分了矿压灾害发生的危险区域,并与实际矿压灾害进行对比,两个耦合度达到83%,说明通过模拟分析划分的危险区域能够做为下阶段安全开采的重点防治区域。