跑马坪矿采空区稳定性分析及处理措施研究

发布时间：2017-05-12 23:03

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【摘要】： 矿业是我国的重要支柱产业，在全国各地的采矿工程中，经常会形成各种形态的采空区，这些已形成的采空区一旦失稳，将会引起地表沉陷、冲击波、生态环境破坏等危害，给人们的生产生活造成严重的影响。因此，，有必要对采空区的稳定性及其相应的处理措施进行分析研究，为矿山的安全生产及后续的资源回收提供理论依据。 本文首先对国内外关于采空区稳定性及处理方面的研究文献进行了综述，归纳了影响采空区围岩稳定性的因素，并对采空区围岩稳定性分析方法及采空区处理方法进行了系统的总结；其次，本文以云南金鼎锌业有限公司跑马坪矿采空区为研究背景，根据跑马坪矿采空区的工程特点，通过现场岩体结构面调查和室内力学试验，对采空区围岩节理裂隙和物理力学性质进行了研究分析，在此基础上，运用RMR分级法和Q系统分级法分别对该矿采空区的围岩稳定性进行了分级研究，同时，采用理论分析和三维有限元数值模拟相结合的方法，利用3D-σ数值软件对跑马坪矿原始采空区稳定性进行了研究分析；最后，在对比分析各种采空区处理措施的基础上，结合跑马坪矿采空区的实际情况，提出了合理的采空区处理措施。 本课题的研究成果对云南金鼎锌业有限公司跑马坪矿采空区下部采矿作业的长久安全性具有一定的指导意义。
【关键词】：采空区 有限元 稳定性分析 处理措施 数值模拟
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TD325
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 课题的提出及研究意义7
• 1.2 国内外研究现状7-10
• 1.2.1 采空区稳定性研究现状7-9
• 1.2.2 国内外采空区处理研究现状9-10
• 1.3 本文的研究内容及思路10-11
• 2 采空区稳定性分析研究11-27
• 2.1 影响采空区围岩稳定性的因素11-15
• 2.1.1 岩体结构类型11-12
• 2.1.2 岩体质量12
• 2.1.3 矿体倾角12-13
• 2.1.4 采空区规模13
• 2.1.5 采空区形态13-14
• 2.1.6 开采深度14
• 2.1.7 采矿方法14
• 2.1.8 水文条件14-15
• 2.2 采空区围岩稳定性分析方法15-27
• 2.2.1 按岩石质量指标(RQD)分类15
• 2.2.2 按岩体结构类型分类15-16
• 2.2.3 岩体质量分级16-20
• 2.2.4 RMR系统Bieniawski地质力学分类20
• 2.2.5 Barton岩体分类Q-系统20-22
• 2.2.6 有限元数值模拟分析22-27
• 3 采空区处理方法及存在问题27-30
• 3.1 采空区处理方法27-29
• 3.1.1 崩落围岩处理采空区27
• 3.1.2 用充填料充填采空区27-28
• 3.1.3 留永久矿柱或构筑人工石柱处理采空区28
• 3.1.4 封闭和隔离采空区28-29
• 3.1.5 联合法处理采空区29
• 3.2 存在的问题29-30
• 4 工程概况30-37
• 4.1 矿段概况30-32
• 4.2 矿段地质构造32-33
• 4.3 矿床地质33-34
• 4.4 矿段水文条件34-35
• 4.5 采空区形态及埋深35-36
• 4.6 开采现状及采矿方法36-37
• 5 采空区稳定性分析37-54
• 5.1 引言37
• 5.2 采空区围岩物理力学性质分析37-41
• 5.2.1 影响岩体力学参数确定的主要因素37-40
• 5.2.2 岩体力学参数确定方法40-41
• 5.3 采空区围岩节理裂隙分析41-46
• 5.3.1 结构面调查的意义、内容与方法41-42
• 5.3.2 调查方法及数据分析42-43
• 5.3.3 结构面调查地点的确定43
• 5.3.4 岩体结构调查43-44
• 5.3.5 岩体结构总结分析44-46
• 5.4 采空区围岩稳定性分级及稳定性评价46-47
• 5.5 采空区稳定性三维有限元数值模拟分析47-54
• 6 采空区处理措施研究54-72
• 6.1 采空区冒落气浪分析54-55
• 6.2 采空区处理措施研究55-57
• 6.3 采空区处理方案设计57-65
• 6.3.1 硐室爆破设计57-62
• 6.3.2 隔层中深孔爆破设计62-65
• 6.4 采空区硐室爆破震动及空气冲击波预测与评价65-72
• 6.4.1 爆破震动的影响65-68
• 6.4.2 空气冲击波对井下构筑物及重要设施的影响68-71
• 6.4.3 采空区硐室爆破震动及空气冲击波研究结论71-72
• 7 结论及展望72-74
• 7.1 结论72-73
• 7.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 附录 (攻读学位期间公开发表的论文及参加的科研项目)78

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 尹彦波;;采空区稳定性监测预警新技术研究与应用[J];采矿技术;2008年05期

2 李明;王少林;;基于3D-σ的铜坑矿区深部开采空区稳定性研究[J];采矿技术;2013年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 王颜;某金矿采空区稳定性研究[D];武汉理工大学;2011年

2 张宁;大连董家沟煤矿采空区地质灾害分析及注浆法治理[D];河北工程大学;2009年

3 王力庆;柿竹园矿采空区冒落破坏规律研究[D];武汉理工大学;2010年

4 陶雪芬;湖南柿竹园多金属矿地压监测系统研究[D];武汉理工大学;2010年

5 张诸林;两层采煤地面变形模拟研究[D];吉林大学;2012年

6 王瑞雪;武家塔露天煤矿采空区顶板安全厚度研究[D];辽宁工程技术大学;2012年

7 陈国梁;龙门山矿区L-7号矿体采空区稳定性分析研究[D];江西理工大学;2012年

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本文编号：361016