金川二矿区1000m中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响
发布时间：2021-11-21 13:42
金川矿区是全球第三大镍矿生产基地,其伴生铜矿产量全国第三、钴产量全球第四、铂族金属产量亚洲第一,被誉为中国镍都。镍、钴、铂族金属在现代高科技领域（例如航空业和国防工业等）具有重要作用和战略价值。因此,保障金川二矿（金川矿区的主力矿山）的稳定生产,关系到国家资源供给的安全性。目前,随着1000m中段水平矿柱回采工作的持续进行,二矿面临两大问题:（1）1000m中段水平矿柱在何时屈服以及未来是否会发生失稳?（2）1000m中段水平矿柱的形成以及随着回采持续变薄的未来态势,如何影响矿体上盘围岩中沿脉巷道的稳定性?本文针对上述两大问题,结合《金川二矿区1000m中段水平矿柱回采前后应力场分布规律》课题,开展了如下工作:（1）对金川二矿区的地质背景（包括构造环境、岩石特性和地应力场）进行总结和讨论;（2）建立包含矿体、岩体、填充体以及巷道的二维弹塑性有限元模型,对水平矿柱屈服的临界厚度做出预测;比较1000m中段水平矿柱和1150m中段水平矿柱在不同厚度下的应力和位移,对1000m中段水平矿柱的破坏做出评估;同时总结上盘沿脉巷道在水平矿柱不同厚度时的破坏规律,从而得出上盘沿脉巷道的受力变形以及屈...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１水平矿柱；ｇＶ意图??
兰州大学硕士论文?金川二矿区１０００ｍ中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响??第二章矿区工程地质条件??２．１引言??金川矿区是我国工程地质的摇篮，其地质情况非常复杂，为了能够对１０００??米中段水平矿柱稳定性进行有效的评估，全面了解并掌握金川矿区的工程地质情??况是一项至关重要的工作。本章通过阅读相关文献资料，结合现场勘查、钻探等??情况，对矿区的工程地质情况进行整理分析，为后文的力学稳定性研究提供参考??依据。??２．２区域地质构造环境??２．２．１区域构造背景［３１＿３５］??图２－１为中国大陆板块与周边板块的相互作用图。中国大陆位于欧亚板块东??南边缘，其西南方向受到印度洋板块的正面碰撞，东南和东北方向分别受到太平??洋版块和北美板块的俯冲作用，背面则受到西伯利亚板块的的限制约束，在该种??联合挤压约束作用下，中国山脉和主要断裂带形成，进一步控制了中国地震带的??分布。??图２－１中国大陆板块与周边板块的相互作用??在中国西部，印度洋板块向北与欧亚板块碰撞，作用部位恰好处于喜马拉雅??９??
兰州大学硕士论文?金川二矿区１０００ｍ中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响??弧形山脉，进一步导致了喜马拉雅造山运动和青藏高原的隆升。晚第三纪以来，??整个中国西部的构造形势受青藏高原隆升的控制。在板块运动的构造背景下，青藏高原??不断隆升，成为了一个髙海拔的巨形断块，并逐步形成了高原内部岩石圈物质向四周扩??张的态势。参看图２－２可知，金川矿区位于祁吕－贺兰山字型构造西翼北侧，南临河西走??廊过渡带，北为潮水凹陷带，西南方向处于地壳长期活动区域的龙首山隆起带。研宄表??明，龙首山隆起带是南面祁连山向北东方向推覆产生的巨大推覆体，而祁连山造山运动??向北东推覆的动力源泉来自于青藏髙原隆升引起的高原内岩石圈物质向周围的辐射状??扩展效应。??综上所述，大陆板块运动和青藏高原的隆升运动对金川矿区形成起控制作用。??＼?带??？?ｒ＾ｉ?ｍ??－Ｓｔ单元界线二關．元羿线ＢＳ伏财构ｉｓ主应力方向??图２－２大地构造位置示意图ｌ３６］??２．２．２区域构造体系??根据目前掌握的资料和研宄程度，龙首山及其毗邻地区大致分为：西域构造??体系、祁吕贺兰山构造体系、龙首山入字型构造体系、河西构造体系、区域东西??向构造带、阿拉善弧形构造带其中，西域构造系是在古生时代完成，其余构??造系均在燕山运动以来形成［３５］。从图２－３中可以看出，龙首山及其周围地区的褶??皱形态呈一复式向斜，与山脉走向一致，均为北西西向。在龙首山脉及祁连山一??带，分布着许多构造方向为为北西至北西西的构造带，这些构造带在历史上受过??吕梁构造的多次构造运动作用，形成了褶皱。现今的构造活动仍以这些构造带为??基矗??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]冰盖输水衬砌渠道冰冻破坏统一力学模型[J]. 葛建锐,王正中,牛永红,王羿,肖旻,刘铨鸿,江浩源. 农业工程学报. 2020(01)
[2]风云激荡一甲子 沧海桑田六十年——金川集团公司走过60年[J]. 靳川. 中国有色金属. 2019(17)
[3]深部岩体大变形规律:金川二矿巷道变形与破坏现场综合观测研究[J]. 江权,史应恩,蔡美峰,郭慧高,钟山,寇永渊,乔兰,李远. 煤炭学报. 2019(05)
[4]金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用[J]. 杨亚平,杨有林,穆玉生,韩斌. 中国矿业. 2018(11)
[5]金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究[J]. 李光,马凤山,刘港,郭捷,郭慧高,寇永渊. 黄金科学技术. 2018(05)
[6]埋深及断面形状对巷道围岩破坏规律的影响[J]. 周廷强,李明. 煤炭技术. 2018(08)
[7]钢管混凝土支架在金川矿山深部巷道支护中的研究与应用[J]. 高启波. 有色金属(矿山部分). 2018(03)
[8]金川二矿区1250m以上贫矿开采影响研究[J]. 邹龙,彭府华. 矿业研究与开发. 2014(06)
[9]金川二矿1150m水平矿柱回采稳定性数值计算研究[J]. 邹龙,彭府华. 采矿技术. 2014(03)
[10]金川二矿区地应力测量及研究新进展[J]. 马宇,吴满路,廖椿庭. 甘肃地质. 2014(01)
博士论文
[1]金川二矿区地下采场和采准工程力学稳定性研究[D]. 王丽娟.兰州大学 2008
[2]金川二矿区地应力场研究与地下工程稳定性[D]. 马宇.中国地质科学院 2006
硕士论文
[1]金川二矿区深部地应力测量及应力状态研究[D]. 张鹏.中国地质大学（北京） 2011
[2]金川二矿区1150中段沿脉巷道支护体系的破坏过程及力学机制[D]. 陈晓辉.兰州大学 2007
本文编号：3509614
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１水平矿柱；ｇＶ意图??
兰州大学硕士论文?金川二矿区１０００ｍ中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响??第二章矿区工程地质条件??２．１引言??金川矿区是我国工程地质的摇篮，其地质情况非常复杂，为了能够对１０００??米中段水平矿柱稳定性进行有效的评估，全面了解并掌握金川矿区的工程地质情??况是一项至关重要的工作。本章通过阅读相关文献资料，结合现场勘查、钻探等??情况，对矿区的工程地质情况进行整理分析，为后文的力学稳定性研究提供参考??依据。??２．２区域地质构造环境??２．２．１区域构造背景［３１＿３５］??图２－１为中国大陆板块与周边板块的相互作用图。中国大陆位于欧亚板块东??南边缘，其西南方向受到印度洋板块的正面碰撞，东南和东北方向分别受到太平??洋版块和北美板块的俯冲作用，背面则受到西伯利亚板块的的限制约束，在该种??联合挤压约束作用下，中国山脉和主要断裂带形成，进一步控制了中国地震带的??分布。??图２－１中国大陆板块与周边板块的相互作用??在中国西部，印度洋板块向北与欧亚板块碰撞，作用部位恰好处于喜马拉雅??９??
兰州大学硕士论文?金川二矿区１０００ｍ中段水平矿柱的屈服破坏过程及其对上盘巷道稳定性的影响??弧形山脉，进一步导致了喜马拉雅造山运动和青藏高原的隆升。晚第三纪以来，??整个中国西部的构造形势受青藏高原隆升的控制。在板块运动的构造背景下，青藏高原??不断隆升，成为了一个髙海拔的巨形断块，并逐步形成了高原内部岩石圈物质向四周扩??张的态势。参看图２－２可知，金川矿区位于祁吕－贺兰山字型构造西翼北侧，南临河西走??廊过渡带，北为潮水凹陷带，西南方向处于地壳长期活动区域的龙首山隆起带。研宄表??明，龙首山隆起带是南面祁连山向北东方向推覆产生的巨大推覆体，而祁连山造山运动??向北东推覆的动力源泉来自于青藏髙原隆升引起的高原内岩石圈物质向周围的辐射状??扩展效应。??综上所述，大陆板块运动和青藏高原的隆升运动对金川矿区形成起控制作用。??＼?带??？?ｒ＾ｉ?ｍ??－Ｓｔ单元界线二關．元羿线ＢＳ伏财构ｉｓ主应力方向??图２－２大地构造位置示意图ｌ３６］??２．２．２区域构造体系??根据目前掌握的资料和研宄程度，龙首山及其毗邻地区大致分为：西域构造??体系、祁吕贺兰山构造体系、龙首山入字型构造体系、河西构造体系、区域东西??向构造带、阿拉善弧形构造带其中，西域构造系是在古生时代完成，其余构??造系均在燕山运动以来形成［３５］。从图２－３中可以看出，龙首山及其周围地区的褶??皱形态呈一复式向斜，与山脉走向一致，均为北西西向。在龙首山脉及祁连山一??带，分布着许多构造方向为为北西至北西西的构造带，这些构造带在历史上受过??吕梁构造的多次构造运动作用，形成了褶皱。现今的构造活动仍以这些构造带为??基矗??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]冰盖输水衬砌渠道冰冻破坏统一力学模型[J]. 葛建锐,王正中,牛永红,王羿,肖旻,刘铨鸿,江浩源. 农业工程学报. 2020(01)
[2]风云激荡一甲子 沧海桑田六十年——金川集团公司走过60年[J]. 靳川. 中国有色金属. 2019(17)
[3]深部岩体大变形规律:金川二矿巷道变形与破坏现场综合观测研究[J]. 江权,史应恩,蔡美峰,郭慧高,钟山,寇永渊,乔兰,李远. 煤炭学报. 2019(05)
[4]金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用[J]. 杨亚平,杨有林,穆玉生,韩斌. 中国矿业. 2018(11)
[5]金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究[J]. 李光,马凤山,刘港,郭捷,郭慧高,寇永渊. 黄金科学技术. 2018(05)
[6]埋深及断面形状对巷道围岩破坏规律的影响[J]. 周廷强,李明. 煤炭技术. 2018(08)
[7]钢管混凝土支架在金川矿山深部巷道支护中的研究与应用[J]. 高启波. 有色金属(矿山部分). 2018(03)
[8]金川二矿区1250m以上贫矿开采影响研究[J]. 邹龙,彭府华. 矿业研究与开发. 2014(06)
[9]金川二矿1150m水平矿柱回采稳定性数值计算研究[J]. 邹龙,彭府华. 采矿技术. 2014(03)
[10]金川二矿区地应力测量及研究新进展[J]. 马宇,吴满路,廖椿庭. 甘肃地质. 2014(01)
博士论文
[1]金川二矿区地下采场和采准工程力学稳定性研究[D]. 王丽娟.兰州大学 2008
[2]金川二矿区地应力场研究与地下工程稳定性[D]. 马宇.中国地质科学院 2006
硕士论文
[1]金川二矿区深部地应力测量及应力状态研究[D]. 张鹏.中国地质大学（北京） 2011
[2]金川二矿区1150中段沿脉巷道支护体系的破坏过程及力学机制[D]. 陈晓辉.兰州大学 2007
本文编号：3509614
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