復(fù)雜條件下水平礦柱穩(wěn)定性分析及其開(kāi)采方案研究.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：學(xué)號(hào)：61020100225單位代碼：10407碩士學(xué)位論文論文題目:復(fù)雜條件下水平礦柱穩(wěn)定性分析及其開(kāi)采方案研究研究方向巖石力學(xué)與工程專業(yè)名稱采礦工程研究生姓名劉波導(dǎo)師姓名、職稱張耀平（副教授）2013年06月02日江西贛州I摘要在地下礦體的開(kāi)采過(guò)程中，出于各種技術(shù)原因留下各種類型的礦柱。水平礦柱就是其中的一種典型，其在維護(hù)采場(chǎng)的穩(wěn)定性及控制地壓等方面具有重要作用，但是隨著礦體的進(jìn)一步開(kāi)采，屬于薄板結(jié)構(gòu)的水平礦柱可能產(chǎn)生

2、失穩(wěn)，造成災(zāi)變事故，因此，對(duì)水平礦柱的穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)對(duì)該類型礦山具有參考價(jià)值。本文以安慶銅礦1#礦體385m中段處于充填體包圍，兩端受水平應(yīng)力作用的水平礦柱為工程背景。采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬等技術(shù)手段對(duì)水平礦柱的穩(wěn)定性狀態(tài)進(jìn)行分析，在評(píng)價(jià)水平礦柱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上對(duì)其回采方案進(jìn)行了初步的研究，本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：1、對(duì)礦區(qū)地質(zhì)、巖體節(jié)理特征、巖體穩(wěn)定性、地應(yīng)力做簡(jiǎn)要的分析。通過(guò)室內(nèi)巖石實(shí)驗(yàn)取得了礦區(qū)三組主要巖石的力學(xué)參數(shù)

3、，結(jié)合彈性波法、HoekBrown法、折減法等對(duì)巖體力學(xué)的參數(shù)進(jìn)行了工程化處理，得出礦區(qū)巖體的力學(xué)參數(shù)，為后續(xù)的理論研究及數(shù)值模擬提供可靠數(shù)據(jù)。2、根據(jù)水平礦柱的賦存工程背景，建立其尖點(diǎn)突變力學(xué)模型，求解出水平礦柱失穩(wěn)所需的充要條件，結(jié)論得出水平礦柱發(fā)生失穩(wěn)的理論值為零；采用薄板理論及極限抗拉強(qiáng)度準(zhǔn)則導(dǎo)出水平礦柱預(yù)留厚度和采場(chǎng)跨度之間的關(guān)系。3、采用二次應(yīng)力、位移監(jiān)測(cè)及探地雷達(dá)無(wú)損探測(cè)三種手段對(duì)水平礦柱的穩(wěn)定性狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

4、表明西部厚大礦體所對(duì)應(yīng)的水平礦柱范圍產(chǎn)生一定的應(yīng)力集中，兩端的應(yīng)力趨于穩(wěn)定；位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化穩(wěn)定且絕對(duì)值較小，宏觀上大規(guī)模地壓活動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)；探地雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示水平礦柱雖遭受一定破壞，但總體的穩(wěn)定性良好。4、采用FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模型，從位移、應(yīng)力、塑性區(qū)等方面分析礦體的累積回采及下部礦體的回采對(duì)水平礦柱造成的力學(xué)效應(yīng)。對(duì)水平礦柱的回采方法進(jìn)行初步選擇，并對(duì)回采順序提出了四種方案，通過(guò)綜合分析四種方案回采后的位移、應(yīng)力及塑性區(qū)等力學(xué)特性，