多态群空区条件下露天地下协同开采安全技术研究
本文选题:协同开采 切入点:多态群空区 出处:《长沙矿山研究院》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:我国许多矿山,前期采用地下开采,后期由于开采技术条件以及市场等多方面原因,地下开采逐步转入露天开采或露天地下联合开采。随着露天开采作业的进行,地下开采形成的大量未经处理的采空区成为制约矿山安全生产的关键因素。这些分布广泛、形态复杂的采空区已成为矿山生产的重要安全隐患,严重威胁矿山作业人员和设备的安全。因此,在多态群空区条件下,开展露天地下协同开采安全技术研究,如隔离层的安全厚度研究、地下开采与露天采剥同时进行时的相互稳定性分析等。这些研究对保证矿山露天和地下作业安全,防止坍塌事故和减少资源浪费,都有着及其重要的意义。本文以柿竹园多金属矿多态群空区条件下露天地下协同开采安全技术为研究对象,针对多态群空区条件下露天与地下的安全性做具体研究和分析,主要研究内容如下:1、深入了解矿山地质条件,其中包括矿区地质条件、矿床地质条件以及矿岩特征。对柿竹园多金属矿的开采现状和开采技术条件进行了详细的调研和分析。2、根据多态群空区的情况以及隔离层的矿岩物理力学性质,采用多种理论分析方法对隔离层安全厚度进行计算,并对计算结果进行函数拟合,得到不同的采空区跨度与隔离层安全厚度的关系。3、收集、整理、分析柿竹园多金属矿塌陷区、采空区的基本资料,运用3DMINE软件分别建立了柿竹园地表模型、矿体模型、巷道模型、露天境界模型、塌陷区模型、空区模型等三维数字模型,使其能在三维空间上直观真实地反映采空区与露天边坡之间的三维空间关系,为后续研究提供可视化依据。4、根据矿山开采现状,利用3DMINE-MIDAS/GTS-FLAC3D耦合建模,研究不同地质体模型的转换方法,建立数值分析模型。对塌陷体存在的条件下,地下开采与露天采剥同时进行时,地下空区与露天边坡的稳定性进行分析。通过对两者的应力场、位移场分析,得出地下空区与露天边坡的稳定性结果。
[Abstract]:In many mines in China, underground mining was adopted in the early stage, and in the latter stage, due to various reasons, such as mining technical conditions and market, underground mining gradually turned to open-pit mining or combined open-pit mining. A large number of untreated mined-out areas formed by underground mining have become the key factors restricting the safe production of mines. These widely distributed and complicated goaf areas have become an important hidden danger in mine production. The safety of mine workers and equipment is seriously threatened. Therefore, under the condition of polymorphic group empty area, the research on safety technology of open pit and underground cooperative mining, such as the study of safety thickness of isolating layer, is carried out. The mutual stability analysis of underground mining and opencast mining at the same time, etc. These studies can ensure the safety of mine open and underground operations, prevent collapsing accidents and reduce the waste of resources. In this paper, the safety technology of open pit underground cooperative mining under the condition of polymorphic group empty area of Shizhuyuan polymetallic mine is taken as the research object, and the safety of open air and underground under the condition of polymorphic group empty area is studied and analyzed in this paper. The main contents of the study are as follows: 1. We have an in-depth understanding of the geological conditions of the mines, including the geological conditions of the mining areas. The present mining situation and mining technical conditions of Shizhuyuan polymetallic ore deposit are investigated and analyzed in detail. 2. According to the situation of polymorphic group gap area and the physical and mechanical properties of mineral rock in the isolated bed, the paper makes a detailed investigation and analysis on the mining status and mining technical conditions of Shizhuyuan polymetallic ore deposit. The safe thickness of isolation layer is calculated by various theoretical analysis methods, and the result is fitted by function. The relationship between the span of different goaf and the safe thickness of isolation layer is obtained. The collapsing area of Shizhuyuan polymetallic mine is collected, sorted and analyzed. Based on the basic data of goaf, 3D digital models such as surface model, orebody model, roadway model, open-air boundary model, collapse area model, goaf model and so on are established by using 3DMINE software. The 3D spatial relationship between goaf and open-pit slope can be reflected intuitively and realistically in 3D space, which can provide visual basis for further research. According to the present situation of mining, the 3D coupling model is established by 3DMINE-MIDAS-GTS-FLAC3D. The conversion methods of different geological models are studied, and numerical analysis models are established. When the collapse body exists, the underground mining and opencast mining are carried out simultaneously. Through the analysis of stress field and displacement field, the stability of underground open area and open slope is obtained.
【学位授予单位】:长沙矿山研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD80-9;TD79
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,本文编号:1592103
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