某矿深部隔离矿柱稳定性分析及矿体开采效应研究

发布时间：2017-09-15 02:29

  本文关键词：某矿深部隔离矿柱稳定性分析及矿体开采效应研究

  更多相关文章： 隔离矿柱 突变理论 地压监测 数值模拟

【摘要】：在地下深部矿体开采中,大面积的连续空区引起岩体移动的现象较明显。而被大量连续矿柱或无矿带隔离的空区,因隔离带的支承作用,可以减少岩移幅度。如果隔离带或矿柱的尺寸与强度不够,则后期可能因矿柱承载过大而导致顶板岩体崩落的发生。本文结合理论分析、现场监测、数值模拟等技术手段,对天马山硫金矿深部矿体开采效应及-215m中段隔离矿柱的稳定性进行研究,主要研究内容及结论如下:1、通过矿区的工程地质概况,对矿区地质构造、地层、围岩特征作出简要评价。综合深部矿体的采场布置参数以及相关岩石力学等参数,作为论文理论分析、数值模拟部分的数据来源。2、将尖点突变理论与工程实际相结合,通过建立相似于实际采场顶板、矿柱布置的力学模型,再基于突变理论建立岩梁-矿柱系统失稳形成的尖点突变模型,获得该理论判断岩梁-矿柱系统稳定性的方法,运用判断矿柱失稳的充要条件,为生产实际提供参考。3、结合矿区的工程项目,采用位移计对采场岩体进行岩移监测,探地雷达对矿柱的垮落情况进行无损监测。并将监测数据作出分析,得出矿柱产生破坏的相关规律。4、采用FLAC3D进行数值模拟计算,结合最大主应力、最小主应力及Z方向位移、Y方向位移四个指标表征地压显现活动,分析地表和采空区顶板岩层移动数据,可知顶板围岩的跨度和空区暴露面积逐步增加。分析主应力显现规律,可知在矿体开采的过程中,采空区顶板和底板围岩的应力得以逐步释放,矿区整体失稳的概率小,而且采空区围岩的应力集中现象,并没有随矿体开采而进一步地加剧。
【关键词】：隔离矿柱 突变理论 地压监测 数值模拟
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD80;TD32
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 矿柱稳定性研究现状10-11
• 1.2.2 地压监测研究现状11-12
• 1.3 论文研究内容、方法及技术路线12-14
• 1.3.1 论文研究内容及方法12-13
• 1.3.2 论文技术路线13-14
• 第二章 矿体岩石特征分析及开采现状14-20
• 2.1 矿体岩石特征14-17
• 2.1.1 工程地质岩组划分14-15
• 2.1.2 矿体围岩特征15
• 2.1.3 矿岩岩爆倾向性预防15-17
• 2.2 开采现状17-19
• 2.2.1 开采方法17
• 2.2.2 采场结构参数17-18
• 2.2.3 充填概况18-19
• 2.3 小结19-20
• 第三章 矿柱稳定性理论分析20-29
• 3.1 突变理论概述20-24
• 3.1.1 系统的特征20-21
• 3.1.2 突变理论的诞生21
• 3.1.3 突变理论的研究方法21
• 3.1.4 突变理论的类型21-23
• 3.1.5 尖点突变理论23-24
• 3.2 矿柱尖点突变模型24-28
• 3.2.1 建立力学模型24-25
• 3.2.2 确定势函数及采场稳定分析25-27
• 3.2.3 采场预留矿柱实例分析27-28
• 3.3 小结28-29
• 第四章 地压监测及分析29-40
• 4.1 矿柱监测目的及方法29-30
• 4.1.1 监测目的29
• 4.1.2 监测方法29
• 4.1.3 监测系统的布设原则29-30
• 4.2 矿柱岩移监测30-35
• 4.2.1 位移计定义和用途30
• 4.2.2 钻孔位移计的基本原理30
• 4.2.3 监测手段及监测点分布30-32
• 4.2.4 位移计监测数据分析32-35
• 4.3 矿柱垮落情况探测分析35-39
• 4.3.1 仪器设备35
• 4.3.2 探测方法35-36
• 4.3.3 探测原理36-37
• 4.3.4 平面探测线路布网37-38
• 4.3.5 探测数据分析、解译38-39
• 4.4 小结39-40
• 第五章 深部矿体开采效应分析40-60
• 5.1 几何模型40-42
• 5.1.1 模型介质力学参数的确定41-42
• 5.1.2 介质力学模型与破坏准则42
• 5.1.3 矿体开采模拟过程简介42
• 5.2 地压活动显现的表征42-43
• 5.3 原有采空区形成时产生的开采效应研究43
• 5.4 矿山原有采矿活动在地表变形引起的开采效应43-53
• 5.4.1 地表Z方向位移43-48
• 5.4.2 地表Y方向收敛位移48-53
• 5.5 矿山原有采矿活动引起的开采效应分析53-58
• 5.5.1 矿山原有采矿活动在Z=+10m水平方向变形引起的开采效应53-55
• 5.5.2 矿山原有采矿活动在X=+420m(8 线)横剖面方向变形引起的开采效应55-57
• 5.5.3 矿山原有采矿活动在Y=+200m纵剖面方向变形引起的开采效应57-58
• 5.6 小结58-60
• 第六章 论文结论与展望60-62
• 6.1 论文主要结论60-61
• 6.2 论文展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间的研究成果66-67

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本文编号：853790