復(fù)雜條件下水平礦柱穩(wěn)定性分析及其開采方案研究.pdf

1、分類號：密級：學(xué)號：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采過程中，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，其在維護采場的穩(wěn)定性及控制地壓等方面具有重要作用，但是隨著礦體的進一步開采，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，對水平礦柱的穩(wěn)定性分析及評價對該類型礦山具有參考價值。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)場監(jiān)測、數(shù)值模擬等技術(shù)手段對水平礦柱的穩(wěn)定性狀態(tài)進行分析，在評價水平礦柱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上對其回采方案進行了初步的研究，本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：1、對礦區(qū)地質(zhì)、巖體節(jié)理特征、巖體穩(wěn)定性、地應(yīng)力做簡要的分析。通過室內(nèi)巖石實驗取得了礦區(qū)三組主要巖石的力學(xué)參數(shù)

3、，結(jié)合彈性波法、HoekBrown法、折減法等對巖體力學(xué)的參數(shù)進行了工程化處理，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度準(zhǔn)則導(dǎo)出水平礦柱預(yù)留厚度和采場跨度之間的關(guān)系。3、采用二次應(yīng)力、位移監(jiān)測及探地雷達無損探測三種手段對水平礦柱的穩(wěn)定性狀態(tài)進行監(jiān)測。應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)

4、表明西部厚大礦體所對應(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)測數(shù)據(jù)變化穩(wěn)定且絕對值較小，宏觀上大規(guī)模地壓活動不會出現(xiàn)；探地雷達數(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水平礦柱造成的力學(xué)效應(yīng)。對水平礦柱的回采方法進行初步選擇，并對回采順序提出了四種方案，通過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，