矿山空区诱发的岩移特征及监测技术研究
发布时间：2023-03-04 11:09
随矿体开采的进行会逐渐形成的空区,地下空区数量的增加及空区顶板暴露面积的增大,就及有可能会诱发一系列的地质灾害,研究矿山空区诱发的岩移特征及监测技术对矿山生产及安全有重要意义。本文以某金属矿为工程研究背景:论述了开采过程中岩层移动与地表沉陷的关系,理论分析顶板的稳定性,数值模拟计算开采后的应力及岩移特征规律,现场监测开采诱发地表的沉陷变形,来对矿山空区诱发的岩移沉陷规律进行研究,为地下矿山生产提供安全高效的采矿提供技术支持。1、用力学分析空区上覆岩层的移动的形成机理,矿体开采后形成空区的上覆岩层移动与地表沉陷受开采位置、开采时间、开采速度影响,其移动变形由空区顶板岩层移动会逐步传递到地表在地表上呈现出来。2、采用力学分析的方法对空区顶板岩层建立力学模型,考虑水平地应力条件下顶板的破坏变形机理,并求出破坏的极限跨度。3、通过数值模拟计算分析,得到分析结果在自重应力条件下空区诱发的岩移特征主要表现在竖直方向上位移变化较大,竖直位移比水平位移大的多;在构造应力条件下空区诱发的岩移在竖直方向位移比自重应力条件下的竖直位移小,构造应力条件下水平位移变化明显。4、通过GPS在线监测系统来监测矿体开...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外对开采岩移及沉陷的研究现状
1.2.1 国外对开采岩移及沉陷的研究现状
1.2.2 国内对开采岩移沉陷研究现状
1.2.3 金属矿山开采后岩移沉陷的研究现状
1.3 空区诱发岩移沉陷规律的研究方法
1.4 研究内容及技术路线图
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 矿山工程地质评价
2.1 矿区地质概况
2.1.1 地层
2.1.2 构造
2.2 矿床地质特征
2.2.1 矿体赋存形态
2.2.2 矿体成矿因素
2.2.3 矿体围岩的力学特征
2.3 水文地质条件
2.3.1 区域水文地质条件
2.3.2 矿床水文地质
2.4 开采概况及地应力特征
2.5 小结
第三章 开采诱发岩移沉陷的力学机理及规律
3.1 采场空区上覆岩层的分布特征
3.2 顶板岩移的产生及机理
3.2.1 顶板岩层的简化组合梁简介
3.2.2 组合梁内剪应力分析
3.2.3 离层岩移产生的条件及力学分析
3.3 岩层移动与地表沉陷的基本规律和特征
3.3.1 开采诱发地表移动的基本规律及特征
3.3.2 岩层与地表移动的关系
3.4 结论
第四章 空区顶板的破坏理论及稳定性分析
4.1 空区顶板的破坏形式
4.2 顶板的冒落模式
4.3 开采诱发岩移及沉陷破坏的力学模型
4.3.1 固支梁力学简化模型
4.3.2 顶板的弯曲变形分析
4.3.3 顶板岩层破坏分析
4.4 本章小结
第五章 基于数值模拟采场的应力与岩移特征研究
5.1 引言
5.2 数值模型的建立
5.2.1 模拟的主要内容和方案
5.2.2 数值模拟的基本假设
5.2.3 几何模型的建立
5.2.4 模型边界的约束
5.2.5 模型材料参数的选择
5.2.6 介质力学模型和破坏准则
5.3 自重应力下空区诱发岩移分析
5.3.1 开挖后最大主应力的规律分析
5.3.2 回采水平方向位移规律分析
5.3.3 竖直Z方向位移分析
5.4 构造应力下空区诱发岩移分析
5.4.1 空区应力规律分析
5.4.2 水平方向位移分析
5.4.3 竖直Z方向位移研究
5.5 结论
第六章 采矿诱发岩移沉陷的监测技术与治理
6.1 概述
6.2 矿区地表沉陷监测内容及技术指标
6.2.1 监测的内容
6.2.2 监测技术指标
6.3 地表GPS变形点布设
6.3.1 监测点网的布设及施工
6.3.2 监测系统构成
6.3.3 监测仪器设备
6.4 监测数据及分析
6.4.1 监测数据
6.4.2 结果分析
6.5 空区诱发岩移沉陷的治理措施
6.5.1 治理措施
6.5.2 空区的治理
6.5.3 数值模拟充填后的治理分析
6.6 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 论文主要结论
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3754182
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外对开采岩移及沉陷的研究现状
1.2.1 国外对开采岩移及沉陷的研究现状
1.2.2 国内对开采岩移沉陷研究现状
1.2.3 金属矿山开采后岩移沉陷的研究现状
1.3 空区诱发岩移沉陷规律的研究方法
1.4 研究内容及技术路线图
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 矿山工程地质评价
2.1 矿区地质概况
2.1.1 地层
2.1.2 构造
2.2 矿床地质特征
2.2.1 矿体赋存形态
2.2.2 矿体成矿因素
2.2.3 矿体围岩的力学特征
2.3 水文地质条件
2.3.1 区域水文地质条件
2.3.2 矿床水文地质
2.4 开采概况及地应力特征
2.5 小结
第三章 开采诱发岩移沉陷的力学机理及规律
3.1 采场空区上覆岩层的分布特征
3.2 顶板岩移的产生及机理
3.2.1 顶板岩层的简化组合梁简介
3.2.2 组合梁内剪应力分析
3.2.3 离层岩移产生的条件及力学分析
3.3 岩层移动与地表沉陷的基本规律和特征
3.3.1 开采诱发地表移动的基本规律及特征
3.3.2 岩层与地表移动的关系
3.4 结论
第四章 空区顶板的破坏理论及稳定性分析
4.1 空区顶板的破坏形式
4.2 顶板的冒落模式
4.3 开采诱发岩移及沉陷破坏的力学模型
4.3.1 固支梁力学简化模型
4.3.2 顶板的弯曲变形分析
4.3.3 顶板岩层破坏分析
4.4 本章小结
第五章 基于数值模拟采场的应力与岩移特征研究
5.1 引言
5.2 数值模型的建立
5.2.1 模拟的主要内容和方案
5.2.2 数值模拟的基本假设
5.2.3 几何模型的建立
5.2.4 模型边界的约束
5.2.5 模型材料参数的选择
5.2.6 介质力学模型和破坏准则
5.3 自重应力下空区诱发岩移分析
5.3.1 开挖后最大主应力的规律分析
5.3.2 回采水平方向位移规律分析
5.3.3 竖直Z方向位移分析
5.4 构造应力下空区诱发岩移分析
5.4.1 空区应力规律分析
5.4.2 水平方向位移分析
5.4.3 竖直Z方向位移研究
5.5 结论
第六章 采矿诱发岩移沉陷的监测技术与治理
6.1 概述
6.2 矿区地表沉陷监测内容及技术指标
6.2.1 监测的内容
6.2.2 监测技术指标
6.3 地表GPS变形点布设
6.3.1 监测点网的布设及施工
6.3.2 监测系统构成
6.3.3 监测仪器设备
6.4 监测数据及分析
6.4.1 监测数据
6.4.2 结果分析
6.5 空区诱发岩移沉陷的治理措施
6.5.1 治理措施
6.5.2 空区的治理
6.5.3 数值模拟充填后的治理分析
6.6 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 论文主要结论
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3754182
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3754182.html
