怒江州泸水县五叉树钨锡矿老采空区稳定性分析及处理技术研究

发布时间：2017-07-29 21:25

  本文关键词：怒江州泸水县五叉树钨锡矿老采空区稳定性分析及处理技术研究

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【摘要】：近年来,金属矿山在地下开采过程中,因采空区稳定性而引发的顶板冒落、片帮、空气冲击波、地表沉陷等矿山安全事故时而发生。因此,进行评价采空区稳定性和空区处理技术方案的研究是必不可少的,防止因采空区稳定性而引发的安全事故对矿山人员、设备、生产造成危害。本文以怒江州泸水县五叉树V401矿体形成的未处理老采空区为工程研究背景,通过掌握上覆岩层破坏机理、“三带”理论和“空气冲击波”形成过程,从而分析计算冒裂带高度与空气冲击波速度,并利用FLAC3D数值软件模拟采空区的安全稳定性,为经济合理的处理采空区方案提供科学参考。主要研究内容如下：(1)到矿山收集相关资料并下矿井了解开采现状、开采方法、回采工艺、参与采空区的现场调查等。(2)查阅相关国内外采空区稳定性分析和空区治理工程技术方面的参考文献,了解国内外最新的研究现状。(3)研究发现传统的冒裂带计算公式有一定的适用范围,若应用到急倾斜矿体上需要对传统的冒裂带计算公式进行修正,以及公式中某些因子的改变。(4)分析空气冲击波的危害和形成过程,根据冲击波的物理模型计算本矿体老采空区的最大空气冲击波的速度得出：大范围的持续冒落产生冲击波的速度为37.14m/s,远大于人体承受风速的范围12m/s～15m/s。(5)利用FLAC3D软件建立矿体模型,进行采空区安全稳定性分析为采空区的处理提供参考依据；(6)根据模拟分析的结果,确定采用设置封闭隔离墙与充填法相结合的治理采空区的方案,然后再次利用软件模拟分析空区治理后的效果,结果表明治理后的采空区处于安全稳定状态。
【关键词】：采空区 “三带”理论 安全稳定性 FLAC~(3D) 空区治理
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 论文研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外采空区稳定性研究现状11-13
• 1.3 采空区处理方法13-14
• 1.4 研究内容14-16
• 1.5 论文技术路线16-18
• 第二章 矿山基本情况18-36
• 2.1 矿区位置18-19
• 2.2 区域地质特征19
• 2.3 矿床地质特征19-20
• 2.3.1 矿体特征19-20
• 2.3.2 矿体围岩和夹石20
• 2.3.3 矿石结构、构造20
• 2.4 矿床开采技术条件20-24
• 2.4.1 水文地质条件20-22
• 2.4.2 工程地质条件22-23
• 2.4.3 环境地质条件23-24
• 2.5 矿山开采现状与采矿工艺24-26
• 2.5.1 矿山开采现状24-25
• 2.5.2 采矿方法25
• 2.5.3 采准切割工作25
• 2.5.4 回采工艺25-26
• 2.6 矿山采空区状况调查26-28
• 2.7 结论28-36
• 第三章 上覆岩层“三带”理论及空气冲击波分析36-52
• 3.1 空区顶板冒落危害36-37
• 3.2 采空区上覆岩层移动形式37-38
• 3.3 上覆岩层“三带”理论划分38-39
• 3.4 传统冒裂带的计算39-45
• 3.5 冒裂带计算公式的修正45-47
• 3.5.1 矿体案例45-46
• 3.5.2 冒裂带计算公式的修正46-47
• 3.6 采空区的冒落空气冲击波分析计算47-52
• 3.6.1 空气冲击波的概念及危害47
• 3.6.2 空气冲击波的形成过程47-48
• 3.6.3 空气冲击波的形成模型48-50
• 3.6.4 空气冲击波的计算50-52
• 第四章 采空区稳定性有限元数值模拟分析52-76
• 4.1 FLAC~(3D)简介52-54
• 4.1.1 FLAC~(3D)内置算法原理52-53
• 4.1.2 FLAC~(3D)优点及求解过程53-54
• 4.2 本构模型及屈服准则54-56
• 4.3 岩体力学参数及模型的选取56-59
• 4.3.1 岩体力学参数56-57
• 4.3.2 几何模型的建立57-58
• 4.3.3 最大不平衡力58-59
• 4.4 数值模拟计算过程与结果分析59-76
• 4.4.1 初始应力59-60
• 4.4.2 2280m中段的开挖60-63
• 4.4.3 2230m中段的开挖63-66
• 4.4.4 2160m中段的开挖66-70
• 4.4.5 2110m中段的开挖70-76
• 第五章 采空区的处理及分析研究76-90
• 5.1 采空区处理的基本方法76-80
• 5.2 采空区处理方法的选择80-81
• 5.3 空区处理方案实施81-88
• 5.3.1 封闭隔离墙作用机理分析81-82
• 5.3.2 封闭隔离墙的设计82-83
• 5.3.3 干式充填83-88
• 5.4 充填效果模拟分析88-90
• 第六章 结论与展望90-92
• 6.1 本文结论90-91
• 6.2 对今后工作的展望91-92
• 致谢92-94
• 参考文献94-98
• 附录 攻读硕士期间发表的论文98

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本文编号：591191