地下深孔爆破振动作用下采空区及充填体稳定性研究

发布时间：2017-07-08 21:08

  本文关键词：地下深孔爆破振动作用下采空区及充填体稳定性研究

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【摘要】：以司家营地下矿实际采场深孔爆破为背景,采用现场观测与数值模拟相结合的方法,对地下深孔爆破产生的地震波的传播规律及对采空区和充填体稳定性的影响进行了较深入的研究。在调查现场的岩石爆破工程地质条件,制定了爆破地震波观测方案。通过对现场实测振动数据的分类整理,获得了地震波沿不同方向传播时的衰减规律,利用小波包分析可知地震波在向四周传播时能量主要集中在7.8125~15.625Hz和23.4375~31.25Hz两个频段,分别占地震波总能量的27.8%和40.1%。采用Matlab进行线性拟合分析,得出地震波沿不同方向传播时的K、α值。分析可知地下采场的衰减规律是由采矿方法的空间构造及矿山的自身条件决定的。在对爆破所在岩层的动态抗拉强度分析的基础上,计算出采空区围岩的动态应力比,以动态应力比值作为判断标准评价采空区围岩在爆破振动后的破坏情况。计算结果表明当DSR≤0.07时,爆破振动对采空区几乎没有影响,当DSR≥0.128时,爆破振动开始对采空区产生影响,且随着DSR的增加,影响情况越严重。以司家营地下采场的实际参数和岩石性质为依据建立数值模拟模型,利用有限元数值模拟软件Plaxis及Ls-dyna对采空区围岩及充填体进行了数值模拟计算。由模拟分析结果可知,在爆破振动状态下,采空区围岩及充填体在竖直方向的位移和剪应力都有所增加,且振动后局部采空区围岩及充填体超过本身的抗剪强度,有可能发生破坏,说明爆破振动对采空区围岩及充填体有很大影响。计算出采空区的安全允许振速为15.90cm/s,充填体的安全允许振速范围为16.82cm/s。
【关键词】：爆破振动 地下深孔爆破 充填体 数值模拟
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD235
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 国内外研究现状9-16
• 1.1.1 爆破地震波传播规律9-10
• 1.1.2 爆破振动及衰减规律10-13
• 1.1.3 爆破地震波影响因素分析13-14
• 1.1.4 爆破地震波对采空区影响14-15
• 1.1.5 爆破地震波对充填体影响15-16
• 1.2 研究内容及技术路线16-18
• 1.2.1 研究内容16-17
• 1.2.2 技术路线17-18
• 第2章 矿山地质概况及生产现状18-23
• 2.1 矿区地址概况18-19
• 2.1.1 矿区地理位置18
• 2.1.2 矿体特征18
• 2.1.3 矿体围岩及夹石18-19
• 2.2 矿床开采技术条件19
• 2.3 矿山开采现状19-21
• 2.3.1 水文地质条件19-20
• 2.3.2 工程地质条件20-21
• 2.3.3 环境地质条件21
• 2.4 矿山生产现状21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 爆破振动测试及地震波传播规律研究23-44
• 3.1 爆破振动测试系统23
• 3.2 爆破振动监测方案23-30
• 3.2.1 测试内容及方法23-24
• 3.2.2 现场测试系统24-25
• 3.2.3 地下生产爆破设计方案25-27
• 3.2.4 现场测点布置情况27-30
• 3.3 爆破振动监测结果30-32
• 3.4 爆破地震波能量分析32-36
• 3.5 爆破地震波传播规律36-41
• 3.5.1 线性回归分析36-38
• 3.5.2 水平方向地震波传播规律38-39
• 3.5.3 竖直方向地震波传播规律39-41
• 3.6 基于动态应力比的采空区稳定性分析41-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第4章 爆破振动作用下采空区及充填体稳定性数值模拟44-66
• 4.1 有限元数值模拟方法44
• 4.2 有限元数值模型的建立44-47
• 4.2.1 算法选取44-45
• 4.2.2 求解过程45
• 4.2.3 材料参数的选取45-47
• 4.3 爆破振动作用下采空区及充填体稳定性分析47-65
• 4.3.1 爆破振动作用下采空区稳定性分析47-56
• 4.3.2 爆破振动作用下充填体稳定性分析56-65
• 4.4 本章小结65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 导师简介72-73
• 作者简介73-74
• 学位论文数据集74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 朱权洁;姜福兴;于正兴;尹永明;吕垒;;爆破震动与岩石破裂微震信号能量分布特征研究[J];岩石力学与工程学报;2012年04期

2 言志信;言ml;江平;王后裕;;爆破振动峰值速度预报方法探讨[J];振动与冲击;2010年05期

3 王如宾;徐卫亚;石崇;周先齐;;高地震烈度区岩体地下洞室动力响应分析[J];岩石力学与工程学报;2009年03期

4 李宁;顾强康;张承客;;相邻洞室爆破施工对已有洞室的影响[J];岩石力学与工程学报;2009年01期

5 齐宝欣;毕强;;工程爆破地震动的研究[J];山西建筑;2008年01期

6 张金泉;魏海霞;;爆破震动测试技术及控制措施[J];中国矿业;2006年06期

7 王先义,何学秋,邵军;岩土开挖爆破震动效应安全判据的探讨[J];煤炭科学技术;2003年07期

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本文编号：536277