在地表不允許陷落地區(qū)進(jìn)行地下開采時(shí)的地壓控制一直是礦山關(guān)注的重要課題之一。水銀洞金礦由于全尾砂充填的全面應(yīng)用還有待時(shí)日，為避免或降低開采引起的巖層移動(dòng)對(duì)地表的影響，一直采用砼磚砌體的人工礦柱支撐礦體開采后留下的空區(qū)。由于前期的砼磚礦柱的設(shè)置存在礦柱砌筑隨意、支護(hù)成本較高等問(wèn)題，有必要開展專項(xiàng)研究工作對(duì)砼磚支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，使砼磚礦柱的尺寸更加科學(xué)、合理，達(dá)到技術(shù)經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)化。圍繞該目標(biāo)，課題主要開展了如下工作： ①?gòu)V泛調(diào)研分析了國(guó)內(nèi)外礦柱實(shí)踐的理論研究和實(shí)施現(xiàn)狀，結(jié)合水銀洞金礦砼磚礦柱的實(shí)際情況，分析指出了水銀洞金礦砼磚砌體人工礦柱存在設(shè)置隨意、不規(guī)范，缺乏系統(tǒng)科學(xué)指導(dǎo)和整體設(shè)計(jì)等問(wèn)題，并分析了影響礦柱穩(wěn)定性的因素。 ②全面調(diào)查了水銀洞金礦的開采現(xiàn)狀、地壓顯現(xiàn)規(guī)律及砼磚支護(hù)現(xiàn)狀，在補(bǔ)償面積礦壓理論的基礎(chǔ)上，計(jì)算了水銀洞金礦各線采場(chǎng)的有效覆巖厚度，并分析了影響采場(chǎng)礦壓的主要因素。 ③全程調(diào)查、觀測(cè)、分析、總結(jié)了采場(chǎng)小礦柱方案的實(shí)施效果；測(cè)試了水銀洞金礦砼磚力學(xué)強(qiáng)度；應(yīng)用砌體結(jié)構(gòu)理論和Lunder礦柱強(qiáng)度理論分別計(jì)算了砼磚礦柱的強(qiáng)度；分析了支護(hù)率與礦柱施加荷載及所需礦柱強(qiáng)度之間的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，提出了小型礦柱的不合理性，并且用有限元分析小礦柱的受力情況，驗(yàn)證小礦柱的抗壓強(qiáng)度不夠。通過(guò)有限元優(yōu)化砼磚礦柱的寬高比，進(jìn)而提出采場(chǎng)砼磚礦柱優(yōu)化方案，主要包括：近水平礦體的均勻礦柱、傾斜礦柱方案和厚大礦柱方案。 ④對(duì)優(yōu)化方案的實(shí)施效果及其存在的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)評(píng)估；根據(jù)水銀洞金礦礦壓前期觀測(cè)結(jié)果，提出了水銀洞金礦有效覆巖應(yīng)力的折減計(jì)算方法；基于礦柱安全系數(shù)的定義，分析了安全系數(shù)和礦柱強(qiáng)度、有效覆巖應(yīng)力和支護(hù)率之間的關(guān)系；進(jìn)行了方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，指出在水銀洞金礦現(xiàn)有條件下，通過(guò)采取增加礦柱強(qiáng)度的方式降低支護(hù)率沒(méi)有經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TD355
【部分圖文】：

4圖1.1 采場(chǎng)工作面上方形成的壓力拱Fig1.1 Pressure arch formed by the top of the stope face如果采寬大于 LPA，荷載分布會(huì)變得很復(fù)雜。該理論經(jīng)過(guò)多年討論，認(rèn)為主要問(wèn)題在于未考慮巖體內(nèi)部力學(xué)特性(如 C 和 值，巖體結(jié)構(gòu)面等) 和礦柱分布位置的影響。優(yōu)點(diǎn)是直觀，簡(jiǎn)便。因此，有人提出用簡(jiǎn)化的太沙基理論代替式( 1.2) ，并成功解釋和解決了大量實(shí)際問(wèn)題。補(bǔ)償面積理論（經(jīng)典荷載理論）認(rèn)為礦柱承擔(dān)了上覆巖體所有重量，且只受垂直均布應(yīng)力作用，而且在采區(qū)范圍內(nèi)保持為常數(shù)，則礦柱所承受平均荷載為：( )( ) ( )P = γ HL+ba+bL a（1.3）式中，P—表示礦柱所承受的平均荷載

本文研究技術(shù)路線

金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、貴州省年度公益事業(yè)特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、貴州省人民政府科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、福建省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)；多彩貴州100強(qiáng)第48名、貴州省慈善先進(jìn)單位等多項(xiàng)榮譽(yù)。2.2 礦區(qū)概況2.2.1 礦山位置與交通礦區(qū)位于貞豐縣北西直距 20km 處。地理座標(biāo)：東經(jīng) 105°30′00″～105°34′00″；北緯 25°31′00″～25°33′00″。礦區(qū)中部隸屬貞豐縣小屯鄉(xiāng)，東部屬貞豐縣長(zhǎng)田鄉(xiāng)，礦區(qū)西端部分屬興仁縣回龍鎮(zhèn)所轄。礦區(qū)面積 34.14km2。水銀洞金礦至小屯水庫(kù)的礦山水泥公路已經(jīng)開通，距離 7 km。小屯水庫(kù)至龍場(chǎng)鎮(zhèn)通鄉(xiāng)級(jí)公路，距離 6km。龍場(chǎng)至貞豐縣通公路(瀝青路面)，距離 20km。龍場(chǎng)經(jīng)卡子至回龍通公路，距離 18km。回龍至貴陽(yáng)(干線公路)，距離 250km�；佚堉磷罱F路貨站——貴昆鐵路么鋪站 130 km，交通方便。礦區(qū)屬云貴高原，海拔 1309～1600m，相對(duì)高差近 300m，一般多在 100～200m間，從總體上看西高北低，山脊呈東西走向。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2886990