急倾斜脉群钨矿开采过渡期围岩力学环境模拟及采矿方法适应性研究
发布时间：2021-08-06 03:05
钨矿床成因类型为典型的岩浆期后中高温热液石英细脉带型,此类成矿模式的矿床具有的明显特征是:在水平方向上,一般以一组或多组平行的急倾斜脉状形态赋存,脉群矿体之间为厚度不一的夹石层（夹墙）;在竖直方向上,矿体产状变化明显,厚度和形态多样,随着深度的增加由上部的细脉带过渡到细脉-大脉混合带,脉间距变大,合理的回采方式也由分条回采过渡为合并回采,浅孔留矿法将向其它适用于合并回采的采矿方法所转变。论文以过渡期细脉-大脉带矿体的阶段矿房法合并回采为出发点,选取某钨矿山上述典型形态矿体为工程背景,参考及分析矿山实际生产情况,采用工程调查、力学试验、数值模拟、理论分析等方式,对分段凿岩阶段矿房法在急倾斜脉群矿体群钨矿中的应用效果进行了研究,主要研究成果总结如下:（1）钻取矿区不同深度围岩定向岩芯,对岩样进行单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验,以获得基本力学参数。在试验过程中,利用声发射Kaiser效应开展原岩地应力测量,运用综合法识别Kaiser点,获得矿区不同深度的地应力水平。（2）通过细脉带矿体精细化建模,模拟了浅孔留矿法回采上部细脉带矿体过程中的应力、位移分布特征,结果显示回采后除接近地表围岩少量破...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
急倾斜脉群钨矿床典型特征示意图[2]
第二章过渡期开采中段围岩基本物理力学参数及地应力场估测11第二章过渡期开采中段围岩基本物理力学参数及地应力场估测岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、弹性模量、泊松比等基本力学参数和原岩地应力大小是采矿工程活动分析论证的基础性数据，获得这些数据简便可靠的方法就是岩石室内试验。本试验涉及矿区围岩变质石英砂岩（M）和石英岩（N）2种类型岩石。通过相对应的力学试验方法获得上述力学参数数值，可定量化描述矿体的开采技术条件，为岩体的力学稳定性理论分析和回采过程数值模拟提供基本的应用数据资料，实现矿山的合理开采设计[51-53]。2.1单轴抗压强度试验单轴抗压强度试验是岩石力学试验中最简单也是最重要的，岩石的单轴抗压强度是岩石力学分析的基础参数，直接反映了岩石的强弱与否。图2-1为单轴压缩试验示意图，图2-2为现场试验图。按照比较通用的定义，岩石在单轴压缩条件下发生破坏时试样横断面上的极限压应力，叫单轴抗压强度，用下式计算[54-55]：ssc=PAσ（2-1）式中：scσ为单轴抗压强度（MPa）；sP为岩石试样破坏时的极限压力（N）；A为试样横截面面积（m2）。图2-1岩石单轴压缩试验示意图为了工程应用的方便，光有应力-应变曲线的定性描述是不够的，变形模量这一表征岩石的抗变形能力的参数也至关重要，单轴压缩试验中可得到的变形模量之一是：弹性模量。弹性模量反映了岩石的抗压程度，一般可有应力和应变的比值确定。当应力-应变曲线为直线时，弹性模量由下式给出[56-57]：
第二章过渡期开采中段围岩基本物理力学参数及地应力场估测122121s-=-Eσσσσεε（2-2）式中：sE为弹性模量（GPa）；1σ、2σ为峰前应力应变曲线直线段上任意两点对应的轴向应力（MPa）；1σε、2σε为对应于1σ和2σ的轴向应变。图2-2岩石单轴压缩试验现场图单轴抗压强度试验的有关测试结果见表2-1，试验后的照片如图2-3所示，试验中记录的应力-应变曲线见图2-4。图2-3岩石单轴压缩试验后现场图
【参考文献】：
期刊论文
[1]高分段空场采矿法的应用与施工优化[J]. 王海军,任萌. 有色金属(矿山部分). 2013(05)
[2]基于强度折减与ANN-GA模型的采场结构参数优化[J]. 周科平,王星星,高峰. 中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[3]中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J]. 綦晓磊,宋肖杰. 有色金属(矿山部分). 2013(03)
[4]中国钨矿采矿技术现状分析[J]. 郑磊,余斌,胡建军,龙涛. 有色金属(矿山部分). 2013(01)
[5]声发射测量地应力综合分析方法与实验验证[J]. 赵奎,闫道全,钟春晖,支学艺,王晓军,熊雪强. 岩土工程学报. 2012(08)
[6]中深孔高分段空场法开采急倾斜薄矿体[J]. 严成涛. 金属矿山. 2009(S1)
[7]岩石点荷载作用下对应力记忆效应的声发射数值模拟与试验研究[J]. 赵奎,金解放,刘明松,王晓军,何国强,支学艺. 岩石力学与工程学报. 2009(S1)
[8]相邻薄矿脉回采方式分析[J]. 邱俊刚,杜云龙,刘福安. 金属矿山. 2009(04)
[9]岩石声发射Kaiser点信号频带能量分布和分形特征研究[J]. 赵奎,王更峰,王晓军,金解放,邓飞. 岩土力学. 2008(11)
[10]赣南钨矿新类型及“五层楼+地下室”找矿模型[J]. 许建祥,曾载淋,王登红,陈郑辉,刘善宝,王成辉,应立娟. 地质学报. 2008(07)
博士论文
[1]脆性岩石变形机理及其变形过程模拟方法研究[D]. 张超.湖南大学 2017
[2]弓长岭井下矿急倾斜薄矿体分段空场—崩落组合采矿法研究[D]. 任美霖.东北大学 2016
[3]脆性岩石强度与变形特性研究[D]. 彭俊.武汉大学 2015
[4]融合聚类分析的故障检测和分类研究[D]. 祝志博.浙江大学 2012
硕士论文
[1]江西省淘锡坑“地下室”型钨矿床地质特征及成因机制研究[D]. 曾乐.吉林大学 2016
[2]急倾斜薄矿体开采方法与安全技术研究[D]. 王江.中南大学 2013
[3]复杂急倾斜薄矿脉采矿方法试验研究[D]. 赖伟.长沙矿山研究院 2012
[4]凤凰山银矿急倾斜破碎不稳固薄矿体开采技术研究[D]. 邓良.中南大学 2011
[5]岩石劈裂试验、单轴压缩和直接拉伸变形特性的实验研究[D]. 吴永胜.昆明理工大学 2009
本文编号：3324944
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
急倾斜脉群钨矿床典型特征示意图[2]
第二章过渡期开采中段围岩基本物理力学参数及地应力场估测11第二章过渡期开采中段围岩基本物理力学参数及地应力场估测岩石单轴抗压强度、单轴抗拉强度、弹性模量、泊松比等基本力学参数和原岩地应力大小是采矿工程活动分析论证的基础性数据，获得这些数据简便可靠的方法就是岩石室内试验。本试验涉及矿区围岩变质石英砂岩（M）和石英岩（N）2种类型岩石。通过相对应的力学试验方法获得上述力学参数数值，可定量化描述矿体的开采技术条件，为岩体的力学稳定性理论分析和回采过程数值模拟提供基本的应用数据资料，实现矿山的合理开采设计[51-53]。2.1单轴抗压强度试验单轴抗压强度试验是岩石力学试验中最简单也是最重要的，岩石的单轴抗压强度是岩石力学分析的基础参数，直接反映了岩石的强弱与否。图2-1为单轴压缩试验示意图，图2-2为现场试验图。按照比较通用的定义，岩石在单轴压缩条件下发生破坏时试样横断面上的极限压应力，叫单轴抗压强度，用下式计算[54-55]：ssc=PAσ（2-1）式中：scσ为单轴抗压强度（MPa）；sP为岩石试样破坏时的极限压力（N）；A为试样横截面面积（m2）。图2-1岩石单轴压缩试验示意图为了工程应用的方便，光有应力-应变曲线的定性描述是不够的，变形模量这一表征岩石的抗变形能力的参数也至关重要，单轴压缩试验中可得到的变形模量之一是：弹性模量。弹性模量反映了岩石的抗压程度，一般可有应力和应变的比值确定。当应力-应变曲线为直线时，弹性模量由下式给出[56-57]：
第二章过渡期开采中段围岩基本物理力学参数及地应力场估测122121s-=-Eσσσσεε（2-2）式中：sE为弹性模量（GPa）；1σ、2σ为峰前应力应变曲线直线段上任意两点对应的轴向应力（MPa）；1σε、2σε为对应于1σ和2σ的轴向应变。图2-2岩石单轴压缩试验现场图单轴抗压强度试验的有关测试结果见表2-1，试验后的照片如图2-3所示，试验中记录的应力-应变曲线见图2-4。图2-3岩石单轴压缩试验后现场图
【参考文献】：
期刊论文
[1]高分段空场采矿法的应用与施工优化[J]. 王海军,任萌. 有色金属(矿山部分). 2013(05)
[2]基于强度折减与ANN-GA模型的采场结构参数优化[J]. 周科平,王星星,高峰. 中南大学学报(自然科学版). 2013(07)
[3]中深孔高分段空场嗣后充填法在会宝岭铁矿中的应用[J]. 綦晓磊,宋肖杰. 有色金属(矿山部分). 2013(03)
[4]中国钨矿采矿技术现状分析[J]. 郑磊,余斌,胡建军,龙涛. 有色金属(矿山部分). 2013(01)
[5]声发射测量地应力综合分析方法与实验验证[J]. 赵奎,闫道全,钟春晖,支学艺,王晓军,熊雪强. 岩土工程学报. 2012(08)
[6]中深孔高分段空场法开采急倾斜薄矿体[J]. 严成涛. 金属矿山. 2009(S1)
[7]岩石点荷载作用下对应力记忆效应的声发射数值模拟与试验研究[J]. 赵奎,金解放,刘明松,王晓军,何国强,支学艺. 岩石力学与工程学报. 2009(S1)
[8]相邻薄矿脉回采方式分析[J]. 邱俊刚,杜云龙,刘福安. 金属矿山. 2009(04)
[9]岩石声发射Kaiser点信号频带能量分布和分形特征研究[J]. 赵奎,王更峰,王晓军,金解放,邓飞. 岩土力学. 2008(11)
[10]赣南钨矿新类型及“五层楼+地下室”找矿模型[J]. 许建祥,曾载淋,王登红,陈郑辉,刘善宝,王成辉,应立娟. 地质学报. 2008(07)
博士论文
[1]脆性岩石变形机理及其变形过程模拟方法研究[D]. 张超.湖南大学 2017
[2]弓长岭井下矿急倾斜薄矿体分段空场—崩落组合采矿法研究[D]. 任美霖.东北大学 2016
[3]脆性岩石强度与变形特性研究[D]. 彭俊.武汉大学 2015
[4]融合聚类分析的故障检测和分类研究[D]. 祝志博.浙江大学 2012
硕士论文
[1]江西省淘锡坑“地下室”型钨矿床地质特征及成因机制研究[D]. 曾乐.吉林大学 2016
[2]急倾斜薄矿体开采方法与安全技术研究[D]. 王江.中南大学 2013
[3]复杂急倾斜薄矿脉采矿方法试验研究[D]. 赖伟.长沙矿山研究院 2012
[4]凤凰山银矿急倾斜破碎不稳固薄矿体开采技术研究[D]. 邓良.中南大学 2011
[5]岩石劈裂试验、单轴压缩和直接拉伸变形特性的实验研究[D]. 吴永胜.昆明理工大学 2009
本文编号：3324944
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