爆破对不同龄期充填体性能影响机制研究
发布时间：2022-10-05 17:09
随着采矿向深部发展,地压活动显现越来越剧烈,为了有效控制地压和保护环境,充填采矿法的应用比例将会得到很大提高。二步骤充填采矿法中充填体的稳定性是保证采场稳定的关键因素,二步回采和相邻矿房回采的爆破扰动可能给一步骤充填体造成影响,导致充填体产生损伤甚至失稳,因此临近充填体爆破成为现场技术人员面临的难题。本文通过充填体基本力学实验、模拟爆破扰动实验、扫描电镜实验及数值模拟等手段研究了爆破扰动对不同龄期充填体性能的影响,主要结论如下:（1）对山东金岭矿业有限公司召口矿全尾砂进行化学成分分析、比重、容重、孔隙率及粒级组成测算,对不同浓度、灰砂比、龄期充填体进行了抗压强度、抗拉强度、弹性模量、声波测试。（2）通过采场大爆破监测数据,回归分析了萨道夫斯基公式,根据已测采场底板峰值振动速度,为实验室模拟爆破扰动提供了参考依据。（3）对3～7天充填体试件进行了模拟爆破扰动试验,监测扰动过程中应变变化情况,扰动后立即进行抗压强度测试,各试件单轴抗压强度均有降低,扰动次数越多,强度下降越大;对3天和7天试件各扰动100次,分别降低0.73MPa、0.29MPa,龄期短的下降大,龄期长的下降小。（4）3～7...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本文研究来源及课题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 爆破作用机理
1.2.2 爆破地震波的传播及作用机理
1.2.3 爆破地震波对充填体的影响
1.3 论文主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 充填采场振动监测与分析
2.1 矿山概况
2.1.1 矿区位置
2.1.2 矿山自然条件
2.1.3 矿体及矿石特征
2.1.4 矿区水文地质条件
2.1.5 矿区工程地质条件
2.2 现场爆破监测
2.2.1 爆破监测现场概况
2.2.2 采场底板爆破振动速度监测
2.3 本章小结
第三章 充填体基本力学性质
3.1 试件的制备
3.1.1 充填材料的来源
3.1.2 全尾砂的基本性质
3.1.3 胶固粉化学成分
3.1.4 充填体试件的制作
3.2 充填体的基本力学性质
3.3 本章小结
第四章 不同龄期充填体爆破扰动特性研究
4.1 充填体受爆破振动三维力学模型
4.1.1 3~7天龄期充填体受爆破振动三维力学模型
4.1.2 14天、28天龄期充填体受爆破振动三维力学模型
4.2 不同龄期充填体爆破扰动试验
4.2.1 爆破扰动实验装置
4.2.2 扰动流变效应试验仪下承压板振动速度标定
4.2.3 试验方法与步骤
4.3 爆破扰动试验与结果分析
4.3.1 3~7天充填体爆破扰动试验
4.3.2 14、28天充填体爆破扰动实验
4.4 本章小结
第五章 早期充填体受爆破影响机理分析
5.1 水化反应
5.2 胶结硬化机理
5.2.1 浆体的发展过程
5.3 充填体SEM扫描图像与分析
5.3.1 自然养护充填体SEM图像与分析
5.3.2 受扰充填体SEM扫描图像与分析
5.4 本章小结
第六章 二步骤回采充填法工业应用及充填体稳定性分析
6.1 工业实践
6.1.1 采矿方法
6.1.2 充填工艺
6.2 采场稳定性分析
6.2.1 FLAD3D5.0数值模拟
6.2.2 高阶段充填采场稳定性分析
6.2.3 早期充填采场稳定性分析
6.3 二步骤回采地压控制技术
6.4 小结
第七章 总结
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]下穿燃气管道爆破振动效应现场试验研究[J]. 朱斌,蒋楠,贾永胜,周传波,罗学东,吴廷尧. 岩石力学与工程学报. 2019(12)
[2]浅埋隧道爆破地下马蹄形管道的振动响应研究[J]. 张良,管晓明,张春巍,李萌,李扬,熊怡思,王玉山,齐禄. 爆破. 2019(02)
[3]进路充填法爆破扰动诱发充填体破坏规律研究[J]. 田军,刘建坡,杨勇,张长银. 黄金科学技术. 2019(05)
[4]露天边坡爆破地震波能量分布特征研究[J]. 张声辉,刘连生,钟清亮,邱金铭,钟文. 振动与冲击. 2019(07)
[5]混凝土扰动损伤机理研究[J]. 顾凯,杨宇,耿彬彬,张勇. 四川水泥. 2018(12)
[6]冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展[J]. 曾晟,王少平,张妮. 黄金科学技术. 2019(01)
[7]垂直孔爆破诱发地震波的成分构成及演化规律[J]. 高启栋,卢文波,杨招伟,陈明,严鹏. 岩石力学与工程学报. 2019(01)
[8]采矿爆破振动波在岩溶区的传播影响因素分析[J]. 陈学军,余思喆,宋宇,李佳明,陈议城,陈李洁,赵志永,杨越. 地质力学学报. 2018(05)
[9]露天高边坡爆破地震波传播特征及强度预测研究[J]. 牟朝坤. 科学技术创新. 2018(27)
[10]振动荷载作用对新浇混凝土强度与耐久性影响试验研究[J]. 褚怀保,吴礼报,杨小林. 硅酸盐通报. 2018(09)
博士论文
[1]高阶段全尾砂胶结充填体强度特性及充填体配比设计研究[D]. 魏晓明.北京科技大学 2017
[2]胶结充填体结构与动力学特性研究及应用[D]. 曹帅.北京科技大学 2017
[3]地应力影响下岩石爆破损伤模型及其数值试验[D]. 白羽.东北大学 2014
[4]动静态荷载下硐室结构应力场求解及防震设计研究[D]. 王有凯.中国科学技术大学 2013
[5]爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性研究[D]. 闫长斌.中南大学 2006
[6]爆破振动对地下洞室的影响研究[D]. 易长平.武汉大学 2005
硕士论文
[1]地铁施工诱发的既有结构变形与爆破振动研究[D]. 陈元庆.华侨大学 2019
[2]爆破地震波在含不同充填介质结构面处的传播规律[D]. 李松.江西理工大学 2019
[3]振动对新施工混凝土强度形成的影响研究[D]. 马雪峰.石家庄铁道大学 2016
[4]充填采矿法二步回采深孔爆破参数优化研究[D]. 刘爱兴.华北理工大学 2016
[5]地下深孔爆破振动作用下采空区及充填体稳定性研究[D]. 刘王政.华北理工大学 2016
[6]爆破地震对充填体影响与控制技术研究[D]. 董凯程.中南大学 2010
本文编号：3686172
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本文研究来源及课题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 爆破作用机理
1.2.2 爆破地震波的传播及作用机理
1.2.3 爆破地震波对充填体的影响
1.3 论文主要研究内容
1.4 技术路线
第二章 充填采场振动监测与分析
2.1 矿山概况
2.1.1 矿区位置
2.1.2 矿山自然条件
2.1.3 矿体及矿石特征
2.1.4 矿区水文地质条件
2.1.5 矿区工程地质条件
2.2 现场爆破监测
2.2.1 爆破监测现场概况
2.2.2 采场底板爆破振动速度监测
2.3 本章小结
第三章 充填体基本力学性质
3.1 试件的制备
3.1.1 充填材料的来源
3.1.2 全尾砂的基本性质
3.1.3 胶固粉化学成分
3.1.4 充填体试件的制作
3.2 充填体的基本力学性质
3.3 本章小结
第四章 不同龄期充填体爆破扰动特性研究
4.1 充填体受爆破振动三维力学模型
4.1.1 3~7天龄期充填体受爆破振动三维力学模型
4.1.2 14天、28天龄期充填体受爆破振动三维力学模型
4.2 不同龄期充填体爆破扰动试验
4.2.1 爆破扰动实验装置
4.2.2 扰动流变效应试验仪下承压板振动速度标定
4.2.3 试验方法与步骤
4.3 爆破扰动试验与结果分析
4.3.1 3~7天充填体爆破扰动试验
4.3.2 14、28天充填体爆破扰动实验
4.4 本章小结
第五章 早期充填体受爆破影响机理分析
5.1 水化反应
5.2 胶结硬化机理
5.2.1 浆体的发展过程
5.3 充填体SEM扫描图像与分析
5.3.1 自然养护充填体SEM图像与分析
5.3.2 受扰充填体SEM扫描图像与分析
5.4 本章小结
第六章 二步骤回采充填法工业应用及充填体稳定性分析
6.1 工业实践
6.1.1 采矿方法
6.1.2 充填工艺
6.2 采场稳定性分析
6.2.1 FLAD3D5.0数值模拟
6.2.2 高阶段充填采场稳定性分析
6.2.3 早期充填采场稳定性分析
6.3 二步骤回采地压控制技术
6.4 小结
第七章 总结
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]下穿燃气管道爆破振动效应现场试验研究[J]. 朱斌,蒋楠,贾永胜,周传波,罗学东,吴廷尧. 岩石力学与工程学报. 2019(12)
[2]浅埋隧道爆破地下马蹄形管道的振动响应研究[J]. 张良,管晓明,张春巍,李萌,李扬,熊怡思,王玉山,齐禄. 爆破. 2019(02)
[3]进路充填法爆破扰动诱发充填体破坏规律研究[J]. 田军,刘建坡,杨勇,张长银. 黄金科学技术. 2019(05)
[4]露天边坡爆破地震波能量分布特征研究[J]. 张声辉,刘连生,钟清亮,邱金铭,钟文. 振动与冲击. 2019(07)
[5]混凝土扰动损伤机理研究[J]. 顾凯,杨宇,耿彬彬,张勇. 四川水泥. 2018(12)
[6]冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展[J]. 曾晟,王少平,张妮. 黄金科学技术. 2019(01)
[7]垂直孔爆破诱发地震波的成分构成及演化规律[J]. 高启栋,卢文波,杨招伟,陈明,严鹏. 岩石力学与工程学报. 2019(01)
[8]采矿爆破振动波在岩溶区的传播影响因素分析[J]. 陈学军,余思喆,宋宇,李佳明,陈议城,陈李洁,赵志永,杨越. 地质力学学报. 2018(05)
[9]露天高边坡爆破地震波传播特征及强度预测研究[J]. 牟朝坤. 科学技术创新. 2018(27)
[10]振动荷载作用对新浇混凝土强度与耐久性影响试验研究[J]. 褚怀保,吴礼报,杨小林. 硅酸盐通报. 2018(09)
博士论文
[1]高阶段全尾砂胶结充填体强度特性及充填体配比设计研究[D]. 魏晓明.北京科技大学 2017
[2]胶结充填体结构与动力学特性研究及应用[D]. 曹帅.北京科技大学 2017
[3]地应力影响下岩石爆破损伤模型及其数值试验[D]. 白羽.东北大学 2014
[4]动静态荷载下硐室结构应力场求解及防震设计研究[D]. 王有凯.中国科学技术大学 2013
[5]爆破作用下岩体累积损伤效应及其稳定性研究[D]. 闫长斌.中南大学 2006
[6]爆破振动对地下洞室的影响研究[D]. 易长平.武汉大学 2005
硕士论文
[1]地铁施工诱发的既有结构变形与爆破振动研究[D]. 陈元庆.华侨大学 2019
[2]爆破地震波在含不同充填介质结构面处的传播规律[D]. 李松.江西理工大学 2019
[3]振动对新施工混凝土强度形成的影响研究[D]. 马雪峰.石家庄铁道大学 2016
[4]充填采矿法二步回采深孔爆破参数优化研究[D]. 刘爱兴.华北理工大学 2016
[5]地下深孔爆破振动作用下采空区及充填体稳定性研究[D]. 刘王政.华北理工大学 2016
[6]爆破地震对充填体影响与控制技术研究[D]. 董凯程.中南大学 2010
本文编号：3686172
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