缓倾斜薄至中厚磷矿体地下开采矿压显现及覆岩活动规律研究

发布时间：2017-04-10 23:34

  本文关键词：缓倾斜薄至中厚磷矿体地下开采矿压显现及覆岩活动规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以云南磷化集团昆阳磷矿四采区缓倾斜薄至中厚磷矿体露天转地下开采为工程背景，通过现场采集岩样，加工成型，进行室内常规力学试验，测得关键岩层的力学性质参数。结合矿层赋存条件、矿体厚度、倾角及地质勘探线剖面图，初选房柱采矿法、胶结充填采矿法和壁式崩落采矿法三种采矿方法，运用FLAC3D数值模拟方法对采场矿压显现规律、矿柱稳定性、覆岩活动规律及地表边坡稳定性等进行了研究，得出了覆岩变形破坏和采场围岩应力变化规律，为类似缓倾斜薄至中厚磷矿体露天转地下开采方法选择及优化提供依据。论文主要工作和结论如下： ①对昆阳磷矿四采区矿层及顶底板岩层进行了室内岩石力学性质试验，获得关键地层的岩石力学性质参数； ②根据矿体赋存条件及围岩性质，，初选房柱法、胶结充填法、壁式崩落法作为数值模拟的对比方案； ③不同采矿方法，顶板卸压程度不同，矿柱（壁）应力集中程度不同。由充填法、房柱法到崩落法顶板卸压程度依次增大，垂直应力依次减小，应力集中系数依次增大，且矿柱受相邻矿房采动影响最大，随后基本保持不变； ④不同采矿方法，覆岩沉降位移、移动影响范围不同，地表扰动程度也不同。由崩落法、房柱法到充填法顶板下沉位移及覆岩移动影响范围依次减小，地表扰动程度也随之减小，房柱法与充填法开采，露天坑底及边坡基本稳定，崩落法开采，边坡扰动较大，建议加强监测； ⑤房柱法与充填法开采过程中，采场矿压显现规律较一致，充填法开采采场应力、沉降位移及覆岩移动影响范围均明显减小，从采场应力显现及覆岩运移规律角度，优于房柱法开采；但是充填法生产成本高，采矿工艺复杂，建议进行经济合理性分析比较，同时应进一步优化充填法结构参数。
【关键词】：缓倾斜 薄至中厚 磷矿体 采矿方法 FLAC3D数值模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TD323
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-16
• 1.2.1 缓倾斜薄至中厚矿体地下开采技术研究现状9-12
• 1.2.2 围岩稳定性研究方法和研究技术现状12-14
• 1.2.3 数值模拟计算应用于地下开采的研究现状14-16
• 1.3 论文研究目的、主要内容和技术路线16-18
• 1.3.1 研究目的16
• 1.3.2 研究内容16
• 1.3.3 研究方法及技术路线16-18
• 2 工程概况18-28
• 2.1 矿区的位置、交通情况18-20
• 2.2 自然地理及经济概况20-21
• 2.3 矿区地质21-26
• 2.3.1 矿区地层21-23
• 2.3.2 矿体赋存特征23-26
• 2.4 矿区水文地质26-28
• 3 矿体围岩物理力学性质试验28-38
• 3.1 试件准备28-32
• 3.1.1 现场取样28
• 3.1.2 试件制备28-30
• 3.1.3 试验设备及仪器30-31
• 3.1.4 试验过程31-32
• 3.2 试验数据整理32-36
• 3.2.1 巴西劈裂试验32-33
• 3.2.2 单轴压缩试验33-34
• 3.2.3 三轴压缩试验34-36
• 3.3 小结36-38
• 4 不同采矿方法数值模拟实验38-82
• 4.1 FLAC~(3D)概述38-40
• 4.1.1 FLAC~(3D)简介38
• 4.1.2 FLAC~(3D)计算基本原理与理论38-40
• 4.2 不同采矿方法的选择40-44
• 4.2.1 采矿方法初选40-42
• 4.2.2 初选采矿方法布置方案42-44
• 4.3 数值模型的建立44-48
• 4.3.1 基本假设44-45
• 4.3.2 几何模型尺寸45-46
• 4.3.3 边界条件46-47
• 4.3.4 模型参数47-48
• 4.4 数值计算结果及分析48-79
• 4.4.1 采场应力显现规律48-65
• 4.4.2 上方覆岩运移规律65-79
• 4.5 不同采矿方法对比分析79-82
• 5 结论和建议82-84
• 5.1 论文主要结论82-83
• 5.2 建议83-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 附录90
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录90
• B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目90
• C. 作者在攻读学位期间获得奖励90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘文生;周宸;何俊锋;;凤城市大岭铁矿地下空场稳定性分析与数值模拟[J];矿业安全与环保;2007年03期

2 岳滨;郭忠林;;数值模拟在采矿工程中的应用[J];矿业工程;2008年06期

3 王平;许梦国;李惠强;;充填采矿法和崩落采矿法对地表影响的计算机数值模拟分析[J];工业安全与环保;2010年10期

4 刁心宏;;地下工程数值模拟若干问题的处理方法[J];华东交通大学学报;2009年02期

5 王邵东;张红映;;中国磷矿资源和磷肥生产与消费[J];化工矿物与加工;2007年09期

6 孟桂芳;;国内外露天转地下开采的发展现状[J];化工矿物与加工;2009年04期

7 柴建设,张云鹏,王志国,温军锁;顶板不稳定的缓倾斜薄至中厚难采金矿体的开采[J];黄金;2000年05期

8 阳雨平,吴爱祥;浅析国内缓倾斜中厚矿体回采现状及进展[J];黄金;2002年01期

9 余健;红岭钨矿上向水平分层胶结底板削壁充填法的实践[J];湖南有色金属;2000年06期

10 胡毅夫;缓薄金矿采场削壁充填地压及其控制方法探讨[J];金属矿山;2000年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨科;围岩宏观应力壳和采动裂隙演化特征及其动态效应研究[D];安徽理工大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘强;近地房柱法地表沉降规律及防治措施研究[D];中南大学;2011年

2 郭爱国;宽条带充填全柱开采条件下的地表沉陷机理及其影响因素研究[D];煤炭科学研究总院;2006年

3 刘明;膏体充填开采控制地表沉陷影响因素研究[D];山东科技大学;2008年

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本文编号：297801