某大型金属矿岩体力学参数确定与采矿方法优选
发布时间：2023-03-12 02:09
为确保矿山生产安全和充分回收矿产资源,在矿山基本建设和生产经营中应该围绕岩体力学性质、采场设计、顶板及矿柱的应力分布、矿床开采顺序、采场稳定性、巷道支护技术等方面进行深入研究。本文在现场结构面调查、室内岩性试验、巷道位移测量和地应力测量的基础上,采用理论分析、数值模拟、模糊综合评判等方法,对某大型金属矿岩体力学参数、采矿方法及采场结构参数进行了研究。主要研究内容如下:(1)进行室内岩石力学试验、现场结构面调查、地应力及巷道位移测量,了解掌握矿区岩石的物理力学特征、矿区结构面分布情况、地应力分布规律。(2)基于GSI值量化和修正方法初步确定岩体力学参数取值范围。在总结前人研究成果的基础上,用岩体块度率(RBR,Rock Block Rating)代替岩体块度指数(RBI),利用RBR、d、SCR和Jc四个参数进行GSI体系中区间值量化。为了克服GSI体系的缺点,提出GSI值的修正方法,从而研究完成新的GSI值量化方法。(3)基于SURPAC软件构建三维实体模型和块体属性模型,利用Java语言将SURPAC块体模型转换为FLAC3D数值模型。研究X、Y、Z轴方向地应力随深度的变化规律,利用...
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
1.1 问题的提出及研究意义
1.1.1 岩体力学参数评价的重要性
1.1.2 采矿方法优选和采场结构参数优化的必要性
1.1.3 课题研究的意义
1.2 课题的研究内容
1.3 研究技术路线
2 文献综述
2.1 岩体力学参数确定研究现状
2.1.1 现场试验方法
2.1.2 岩体分类方法(经验折减方法)
2.1.3 智能分析方法
2.1.4 数值模拟方法
2.1.5 反演方法
2.2 采矿方法优选研究现状
2.2.1 主观优先方法
2.2.2 客观优先方法
2.2.3 人工神经网络法和专家系统
2.2.4 多目标决策权重的确定方法
2.3 采场结构参数优化研究现状
2.3.1 经验类比法
2.3.2 理论解析法
2.3.3 数值模拟分析法
2.3.4 综合分析方法
2.4 本章小结
3 室内岩性试验和现场调查及测量
3.1 矿区概况和岩石力学性质试验
3.1.1 矿区概况
3.1.2 岩石力学性质试验
3.1.3 岩石试验结果分析
3.2 现场结构面调查及岩体声波测试
3.2.1 结构面调查及统计分析
3.2.2 岩体声波测试及结果分析
3.3 矿区地应力测试
3.3.1 地应力测试方法和原理
3.3.2 现场地应力测量
3.3.3 地应力测试结果分析
3.4 巷道位移测量
3.4.1 巷道位移测量原理及方法
3.4.2 巷道位移测量及分析
3.5 本章小结
4 岩体力学参数取值范围确定
4.1 Hoek-Brown强度准则
4.1.1 岩体力学参数确定方法
4.1.2 H-B准则中主要参数确定方法
4.1.3 主要参数取值范围确定
4.2 地质强度指标(GSI)值定量化研究
4.2.1 岩体结构特征的量化
4.2.2 结构表面特征的量化
4.2.3 GSI值修正方法
4.2.4 矿体和岩体的GSI范围确定
4.3 本章小结
5 基于智能位移反演的岩体力学参数确定
5.1 矿区地应力场拟合
5.1.1 地应力场计算模型的构建
5.1.2 利用应力边界法的初始地应力场拟合
5.1.3 模拟结果分析
5.2 基于GA-FLAC3D融合的位移正反演法
5.2.1 遗传算法(GA)
5.2.2 位移反演的基本思想
5.2.3 基于GA与FLAC3D融合的位移正反演法
5.3 岩体力学参数确定及结果分析
5.3.1 岩体力学参数确定
5.3.2 结果分析
5.4 本章小结
6 基于主客观组合赋权的采矿方法优选
6.1 采矿方法初选及评价指标体系确定
6.1.1 采矿方法初选
6.1.2 评价指标体系确定
6.2 评价指标隶属度矩阵的确定
6.2.1 定量指标隶属度矩阵确定
6.2.2 定性指标隶属度矩阵确定
6.3 基于主客观组合赋权的采矿方法优选
6.3.1 运用模糊层次分析法(FAHP)的主观权重确定
6.3.2 基于熵权法(Entropy)的客观权重确定
6.3.3 利用灰色相关分析的组合权重确定
6.3.4 采用模糊综合评价的采矿方法优选
6.4 本章小结
7 采场结构参数优化研究
7.1 采场结构参数范围初选
7.1.1 基于Mathew法的采场跨度初步确定
7.1.2 采场顶柱的厚度初步确定
7.2 数值模拟分析
7.2.1 采场岩体破坏判断方法
7.2.2 基于FLAC3D数值模拟的采场稳定性分析
7.3 采场结构参数综合优化
7.3.1 评价指标体系建立及主客观组合赋权
7.3.2 采用接近理想解法(TOPSIS)的采场结构参数优选
7.4 本章小结
8 结论与创新点
8.1 主要研究结论
8.2 创新点
8.3 存在问题及研究展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3760719
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
1.1 问题的提出及研究意义
1.1.1 岩体力学参数评价的重要性
1.1.2 采矿方法优选和采场结构参数优化的必要性
1.1.3 课题研究的意义
1.2 课题的研究内容
1.3 研究技术路线
2 文献综述
2.1 岩体力学参数确定研究现状
2.1.1 现场试验方法
2.1.2 岩体分类方法(经验折减方法)
2.1.3 智能分析方法
2.1.4 数值模拟方法
2.1.5 反演方法
2.2 采矿方法优选研究现状
2.2.1 主观优先方法
2.2.2 客观优先方法
2.2.3 人工神经网络法和专家系统
2.2.4 多目标决策权重的确定方法
2.3 采场结构参数优化研究现状
2.3.1 经验类比法
2.3.2 理论解析法
2.3.3 数值模拟分析法
2.3.4 综合分析方法
2.4 本章小结
3 室内岩性试验和现场调查及测量
3.1 矿区概况和岩石力学性质试验
3.1.1 矿区概况
3.1.2 岩石力学性质试验
3.1.3 岩石试验结果分析
3.2 现场结构面调查及岩体声波测试
3.2.1 结构面调查及统计分析
3.2.2 岩体声波测试及结果分析
3.3 矿区地应力测试
3.3.1 地应力测试方法和原理
3.3.2 现场地应力测量
3.3.3 地应力测试结果分析
3.4 巷道位移测量
3.4.1 巷道位移测量原理及方法
3.4.2 巷道位移测量及分析
3.5 本章小结
4 岩体力学参数取值范围确定
4.1 Hoek-Brown强度准则
4.1.1 岩体力学参数确定方法
4.1.2 H-B准则中主要参数确定方法
4.1.3 主要参数取值范围确定
4.2 地质强度指标(GSI)值定量化研究
4.2.1 岩体结构特征的量化
4.2.2 结构表面特征的量化
4.2.3 GSI值修正方法
4.2.4 矿体和岩体的GSI范围确定
4.3 本章小结
5 基于智能位移反演的岩体力学参数确定
5.1 矿区地应力场拟合
5.1.1 地应力场计算模型的构建
5.1.2 利用应力边界法的初始地应力场拟合
5.1.3 模拟结果分析
5.2 基于GA-FLAC3D融合的位移正反演法
5.2.1 遗传算法(GA)
5.2.2 位移反演的基本思想
5.2.3 基于GA与FLAC3D融合的位移正反演法
5.3 岩体力学参数确定及结果分析
5.3.1 岩体力学参数确定
5.3.2 结果分析
5.4 本章小结
6 基于主客观组合赋权的采矿方法优选
6.1 采矿方法初选及评价指标体系确定
6.1.1 采矿方法初选
6.1.2 评价指标体系确定
6.2 评价指标隶属度矩阵的确定
6.2.1 定量指标隶属度矩阵确定
6.2.2 定性指标隶属度矩阵确定
6.3 基于主客观组合赋权的采矿方法优选
6.3.1 运用模糊层次分析法(FAHP)的主观权重确定
6.3.2 基于熵权法(Entropy)的客观权重确定
6.3.3 利用灰色相关分析的组合权重确定
6.3.4 采用模糊综合评价的采矿方法优选
6.4 本章小结
7 采场结构参数优化研究
7.1 采场结构参数范围初选
7.1.1 基于Mathew法的采场跨度初步确定
7.1.2 采场顶柱的厚度初步确定
7.2 数值模拟分析
7.2.1 采场岩体破坏判断方法
7.2.2 基于FLAC3D数值模拟的采场稳定性分析
7.3 采场结构参数综合优化
7.3.1 评价指标体系建立及主客观组合赋权
7.3.2 采用接近理想解法(TOPSIS)的采场结构参数优选
7.4 本章小结
8 结论与创新点
8.1 主要研究结论
8.2 创新点
8.3 存在问题及研究展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3760719
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3760719.html
