缓倾斜中厚矿体露转地开采下地压活动特征及空区充填效果研究
发布时间：2021-09-16 21:32
露转地条件下露天边坡与地下采动的复合作用机理研究是安全有效进行深部开采的关键科学问题。论文依托国家自然科学基金资助项目（NO.41702327）“边坡与地下开采耦合作用下岩体响应的演化特征及其动态效应研究”,以滇池周边某磷矿露转地开采为工程背景,运用数值模拟与相似模型试验相结合的方法,对缓倾斜中厚矿体露天转地下开采作用下地压活动特征及其动态效应进行系统深入研究,并针对可能诱发的动力灾害使用不同充填结构进行防治。主要研究成果如下:1.对矿区工程地质、水文气象、开采现状等条件进行系统调研,并对采场主要岩体进行现场采样及室内力学性质测定,利用Hoek-Brown经验公式对测得力学参数进行折减,得到采场矿岩及顶底板围岩的基本力学参数。2.相似模型配比试验表明:以石英砂、石膏、碳酸钙、水及硼砂混合而成的相似材料通过改变各组分含量,对模拟材料的弹性模量、抗压强度能产生较大的影响。当石英砂含量为75%、80%时,可模拟弹性模量、单轴抗压强度范围分别为0.0152.8 GPa、0.088.4 MPa,可以对矿区主要岩体的力学特性进行有效匹配。3.相似模型试验...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿区开采现状
第二章采区概况及岩石物理力学参数测试11碎，无法取到完整的岩芯可以用来做试验，因此在矿区接近试验矿段的位置进行现场取样（图2.2、2.3）。本次取样有磷矿石、层状含泥白云岩及浅灰色原生白云岩。图2.2现场钻孔岩心取样图2.3现场ICT钻孔成像参照《工程岩体试验方法标准》所规定的实验试件加工尺寸要求，采用JRDQ-1T型程控岩石切割机、JKSHM-200型双端面磨石机（图2.4）对现场取得岩样试件进行切割打磨。综合考虑矿山实际情况及论文试验要求，制得高度误差在3mm以内，试件平面平整度误差在0.05mm以内，表面无明显的节理和裂纹的圆柱形标准试样117个。本次试验参照国际岩石力学学会推荐的《岩石力学实验建议方法》，采用TAW-2000型岩石力学试验系统（图2.5），试验采用位移控制，加载速率为0.002mm/s。图2.4试件加工2.2.2密度试验对端部磨平的试件，称得试件的重量，测量计算出体积（图2.6）。用体积密度法计算得出岩体密度，计算公式为：=MVρ（2.1）式中：ρ—自然含水条件下岩样密度，g/cm3；—自然含水条件下岩样试件重量，g；—自然含水条件下岩样试件体积，cm3。对测得矿岩试件密度加权平均后，得到不同矿岩密度。MV
第二章采区概况及岩石物理力学参数测试11碎，无法取到完整的岩芯可以用来做试验，因此在矿区接近试验矿段的位置进行现场取样（图2.2、2.3）。本次取样有磷矿石、层状含泥白云岩及浅灰色原生白云岩。图2.2现场钻孔岩心取样图2.3现场ICT钻孔成像参照《工程岩体试验方法标准》所规定的实验试件加工尺寸要求，采用JRDQ-1T型程控岩石切割机、JKSHM-200型双端面磨石机（图2.4）对现场取得岩样试件进行切割打磨。综合考虑矿山实际情况及论文试验要求，制得高度误差在3mm以内，试件平面平整度误差在0.05mm以内，表面无明显的节理和裂纹的圆柱形标准试样117个。本次试验参照国际岩石力学学会推荐的《岩石力学实验建议方法》，采用TAW-2000型岩石力学试验系统（图2.5），试验采用位移控制，加载速率为0.002mm/s。图2.4试件加工2.2.2密度试验对端部磨平的试件，称得试件的重量，测量计算出体积（图2.6）。用体积密度法计算得出岩体密度，计算公式为：=MVρ（2.1）式中：ρ—自然含水条件下岩样密度，g/cm3；—自然含水条件下岩样试件重量，g；—自然含水条件下岩样试件体积，cm3。对测得矿岩试件密度加权平均后，得到不同矿岩密度。MV
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于地质力学模型试验的岩体相似材料配比研究[J]. 王维强,刘耀儒. 青海大学学报. 2020(01)
[2]基于模型试验的减振沟减振效应灰关联度分析[J]. 段宝福,公伟增,张雪伟,沈世占,孙克斌. 煤矿安全. 2020(01)
[3]坚硬顶板影响下应力拱力学特征及相似模型试验方案设计[J]. 夏彬伟,付远浩. 矿业研究与开发. 2019(12)
[4]金属矿山露天转地下开采的关键问题研究进展[J]. 李小双,王运敏,赵奎,杨舜. 金属矿山. 2019(12)
[5]基于正交设计的岩石相似材料配比研究及底摩擦物理模型试验应用[J]. 宁奕冰,唐辉明,张勃成,申培武,章广成,夏丁. 岩土力学. 2020(06)
[6]缓倾斜中厚矿体充填开采上覆岩层运移规律研究[J]. 关守安,李爽,金长宇,刘冬. 东北大学学报(自然科学版). 2019(11)
[7]海底非成岩天然气水合物相似材料配比研究[J]. 李学峰,何霞,王国荣,张亦驰,钟林. 地下空间与工程学报. 2019(S1)
[8]矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法[J]. 齐留洋,王德胜,刘占全,崔凤,徐晓东,郭建新. 金属矿山. 2019(07)
[9]边坡模型相似材料配比试验研究[J]. 詹志发,贺建先,郑博文,祁生文. 地球物理学进展. 2019(03)
[10]姑山铁矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究[J]. 龙周彪,韩立军,孟庆彬,李兴权,刘晓帅,陶陆. 矿冶工程. 2019(02)
博士论文
[1]巨厚坚硬岩层覆岩结构与采动效应特征研究[D]. 许斌.山东科技大学 2019
[2]露天铁矿端帮开采诱发地表及岩层移动规律研究[D]. 高琨鹏.中国地质大学(北京) 2018
[3]深厚覆盖层上土石坝静动力分析方法研究[D]. 余翔.大连理工大学 2017
[4]端帮压煤井工开采覆岩运动规律及控制研究[D]. 丁其乐.中国矿业大学 2017
[5]高陡边坡与崩落法地下开采相互影响机理模型试验研究[D]. 张定邦.中国地质大学 2013
[6]露天转地下开采岩体稳定性及岩层移动规律研究[D]. 付玉华.中南大学 2010
硕士论文
[1]白云铁矿露天转地下开采研究[D]. 李明杰.武汉科技大学 2019
[2]露井联采下边坡体变形机制的研究[D]. 权建源.北方工业大学 2016
[3]新阳矿长壁充填开采基础研究及应用[D]. 李典.太原理工大学 2015
[4]岩石模型结构面的相似材料研制及力学可靠性研究[D]. 黄曼.浙江大学 2012
[5]基于FLAC的采空区地表变形及充填效果模拟分析[D]. 王海峰.中国地质大学（北京） 2011
[6]复杂开采条件下覆岩移动和变形规律的模拟研究[D]. 王鹏.太原理工大学 2010
[7]缓倾斜中厚磷矿床地下开采采场矿压显现及上覆岩层变形破坏规律[D]. 田维军.重庆大学 2010
[8]大冶铁矿深凹露天转地下开采的几个安全问题研究[D]. 章启忠.武汉科技大学 2007
[9]露天矿边坡开挖过程变形破坏特征及稳定性实验研究[D]. 高喜才.西安科技大学 2006
本文编号：3397333
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿区开采现状
第二章采区概况及岩石物理力学参数测试11碎，无法取到完整的岩芯可以用来做试验，因此在矿区接近试验矿段的位置进行现场取样（图2.2、2.3）。本次取样有磷矿石、层状含泥白云岩及浅灰色原生白云岩。图2.2现场钻孔岩心取样图2.3现场ICT钻孔成像参照《工程岩体试验方法标准》所规定的实验试件加工尺寸要求，采用JRDQ-1T型程控岩石切割机、JKSHM-200型双端面磨石机（图2.4）对现场取得岩样试件进行切割打磨。综合考虑矿山实际情况及论文试验要求，制得高度误差在3mm以内，试件平面平整度误差在0.05mm以内，表面无明显的节理和裂纹的圆柱形标准试样117个。本次试验参照国际岩石力学学会推荐的《岩石力学实验建议方法》，采用TAW-2000型岩石力学试验系统（图2.5），试验采用位移控制，加载速率为0.002mm/s。图2.4试件加工2.2.2密度试验对端部磨平的试件，称得试件的重量，测量计算出体积（图2.6）。用体积密度法计算得出岩体密度，计算公式为：=MVρ（2.1）式中：ρ—自然含水条件下岩样密度，g/cm3；—自然含水条件下岩样试件重量，g；—自然含水条件下岩样试件体积，cm3。对测得矿岩试件密度加权平均后，得到不同矿岩密度。MV
第二章采区概况及岩石物理力学参数测试11碎，无法取到完整的岩芯可以用来做试验，因此在矿区接近试验矿段的位置进行现场取样（图2.2、2.3）。本次取样有磷矿石、层状含泥白云岩及浅灰色原生白云岩。图2.2现场钻孔岩心取样图2.3现场ICT钻孔成像参照《工程岩体试验方法标准》所规定的实验试件加工尺寸要求，采用JRDQ-1T型程控岩石切割机、JKSHM-200型双端面磨石机（图2.4）对现场取得岩样试件进行切割打磨。综合考虑矿山实际情况及论文试验要求，制得高度误差在3mm以内，试件平面平整度误差在0.05mm以内，表面无明显的节理和裂纹的圆柱形标准试样117个。本次试验参照国际岩石力学学会推荐的《岩石力学实验建议方法》，采用TAW-2000型岩石力学试验系统（图2.5），试验采用位移控制，加载速率为0.002mm/s。图2.4试件加工2.2.2密度试验对端部磨平的试件，称得试件的重量，测量计算出体积（图2.6）。用体积密度法计算得出岩体密度，计算公式为：=MVρ（2.1）式中：ρ—自然含水条件下岩样密度，g/cm3；—自然含水条件下岩样试件重量，g；—自然含水条件下岩样试件体积，cm3。对测得矿岩试件密度加权平均后，得到不同矿岩密度。MV
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于地质力学模型试验的岩体相似材料配比研究[J]. 王维强,刘耀儒. 青海大学学报. 2020(01)
[2]基于模型试验的减振沟减振效应灰关联度分析[J]. 段宝福,公伟增,张雪伟,沈世占,孙克斌. 煤矿安全. 2020(01)
[3]坚硬顶板影响下应力拱力学特征及相似模型试验方案设计[J]. 夏彬伟,付远浩. 矿业研究与开发. 2019(12)
[4]金属矿山露天转地下开采的关键问题研究进展[J]. 李小双,王运敏,赵奎,杨舜. 金属矿山. 2019(12)
[5]基于正交设计的岩石相似材料配比研究及底摩擦物理模型试验应用[J]. 宁奕冰,唐辉明,张勃成,申培武,章广成,夏丁. 岩土力学. 2020(06)
[6]缓倾斜中厚矿体充填开采上覆岩层运移规律研究[J]. 关守安,李爽,金长宇,刘冬. 东北大学学报(自然科学版). 2019(11)
[7]海底非成岩天然气水合物相似材料配比研究[J]. 李学峰,何霞,王国荣,张亦驰,钟林. 地下空间与工程学报. 2019(S1)
[8]矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法[J]. 齐留洋,王德胜,刘占全,崔凤,徐晓东,郭建新. 金属矿山. 2019(07)
[9]边坡模型相似材料配比试验研究[J]. 詹志发,贺建先,郑博文,祁生文. 地球物理学进展. 2019(03)
[10]姑山铁矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究[J]. 龙周彪,韩立军,孟庆彬,李兴权,刘晓帅,陶陆. 矿冶工程. 2019(02)
博士论文
[1]巨厚坚硬岩层覆岩结构与采动效应特征研究[D]. 许斌.山东科技大学 2019
[2]露天铁矿端帮开采诱发地表及岩层移动规律研究[D]. 高琨鹏.中国地质大学(北京) 2018
[3]深厚覆盖层上土石坝静动力分析方法研究[D]. 余翔.大连理工大学 2017
[4]端帮压煤井工开采覆岩运动规律及控制研究[D]. 丁其乐.中国矿业大学 2017
[5]高陡边坡与崩落法地下开采相互影响机理模型试验研究[D]. 张定邦.中国地质大学 2013
[6]露天转地下开采岩体稳定性及岩层移动规律研究[D]. 付玉华.中南大学 2010
硕士论文
[1]白云铁矿露天转地下开采研究[D]. 李明杰.武汉科技大学 2019
[2]露井联采下边坡体变形机制的研究[D]. 权建源.北方工业大学 2016
[3]新阳矿长壁充填开采基础研究及应用[D]. 李典.太原理工大学 2015
[4]岩石模型结构面的相似材料研制及力学可靠性研究[D]. 黄曼.浙江大学 2012
[5]基于FLAC的采空区地表变形及充填效果模拟分析[D]. 王海峰.中国地质大学（北京） 2011
[6]复杂开采条件下覆岩移动和变形规律的模拟研究[D]. 王鹏.太原理工大学 2010
[7]缓倾斜中厚磷矿床地下开采采场矿压显现及上覆岩层变形破坏规律[D]. 田维军.重庆大学 2010
[8]大冶铁矿深凹露天转地下开采的几个安全问题研究[D]. 章启忠.武汉科技大学 2007
[9]露天矿边坡开挖过程变形破坏特征及稳定性实验研究[D]. 高喜才.西安科技大学 2006
本文编号：3397333
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