隨著我國礦產(chǎn)資源開發(fā)力度的快速增大,受采空區(qū)冒落威脅的礦山日益增多,現(xiàn)今如何安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地處理采空區(qū),已成為礦業(yè)工程中急需解決的重大生產(chǎn)技術(shù)難題。 排山樓金礦露天轉(zhuǎn)地下開采后,應(yīng)用有底柱空場法開采露天境界外礦體,在露天邊幫的下方,形成了規(guī)模較大的不連續(xù)空區(qū),其中對地表影響較大的+275m中段采空區(qū),水平投影面積達(dá)11250m2,體積約50萬m3,頂板圍巖處于亞穩(wěn)定狀態(tài),在該空區(qū)的正下方有40多萬噸的低品位礦石急需回采,在空區(qū)的上方因露天坑需用作尾礦庫堆存含毒尾沙而不允許塌透地表。為實(shí)現(xiàn)空區(qū)安全治理、資源合理回收與地表巖移的有效防護(hù),本文圍繞空區(qū)可冒性、冒落控制、處理技術(shù)與安全保障等問題,開展了系統(tǒng)的研究工作。 論文采用數(shù)值模擬方法,分析了空區(qū)形態(tài)、空區(qū)位置關(guān)系、爆破震動、節(jié)理弱面等因素對空區(qū)穩(wěn)定性的影響,提示了空區(qū)圍巖應(yīng)力分布特點(diǎn)及圍巖承載結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)(關(guān)鍵點(diǎn)),同時,應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法,分析建立了巖體冒落的三鉸拱力學(xué)模型,據(jù)此評價了空區(qū)圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,并估算了空區(qū)圍巖臨界冒落跨度與冒落高度,得出空區(qū)可自然冒透地表的結(jié)論。為分析空區(qū)冒落形式與控制冒落范圍,采取了在空區(qū)上方從地...

【文章頁數(shù)】：207 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地壓活動規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.2 空區(qū)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 巖體冒落研究現(xiàn)狀
        1.2.4 空區(qū)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
            1.2.4.1 “崩”的處理方法
            1.2.4.2 “充”的處理方法
            1.2.4.3 “撐”的處理方法
            1.2.4.4 “封”的處理方法
            1.2.4.5 “聯(lián)合”的處理方法
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 礦山地質(zhì)與空區(qū)狀態(tài)
    2.1 礦山地質(zhì)與開采現(xiàn)狀
        2.1.1 礦山地質(zhì)
            2.1.1.1 巖組特征
            2.1.1.2 巖體結(jié)構(gòu)特征
        2.1.2 礦體條件與開采現(xiàn)狀
    2.2 空區(qū)幾何形態(tài)
    2.3 空區(qū)圍巖穩(wěn)定性分析
        2.3.1 巖石力學(xué)性質(zhì)
        2.3.2 巖體結(jié)構(gòu)面調(diào)查
        2.3.3 巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)
            2.3.3.1 點(diǎn)荷載試驗(yàn)方法及要求
            2.3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測定與處理
        2.3.4 巖體穩(wěn)定性分析
    2.4 巖體力學(xué)參數(shù)估算
        2.4.1 Hoek-Brown準(zhǔn)則
        2.4.2 排山樓金礦巖體力學(xué)參數(shù)估算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 空區(qū)圍巖穩(wěn)定性影響因素研究
    3.1 空區(qū)圍巖穩(wěn)定性研究方法
        3.1.1 有限差分法及FLAC3D
        3.1.2 離散元法及UDEC
    3.2 頂板傾角對空區(qū)穩(wěn)定性的影響
        3.2.1 數(shù)值計算模型及材料參數(shù)
        3.2.2 數(shù)值計算結(jié)果分析
    3.3 相鄰采空區(qū)相互影響分析
        3.3.1 同分段采空區(qū)間相互影響
        3.3.2 上下位采空區(qū)間相互影響
    3.4 鄰近采場爆破震動對空區(qū)穩(wěn)定性的影響
        3.4.1 數(shù)值計算模型及爆破荷載
        3.4.2 數(shù)值計算結(jié)果分析
    3.5 節(jié)理對空區(qū)圍巖穩(wěn)定性的影響
        3.5.1 數(shù)值計算模型及材料參數(shù)
        3.5.2 數(shù)值計算結(jié)果分析
        3.5.3 靜力場作用下拱形承載機(jī)構(gòu)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 空區(qū)可冒性研究
    4.1 空區(qū)圍巖地壓分布現(xiàn)狀
        4.1.1 數(shù)值計算模型及材料參數(shù)
        4.1.2 數(shù)值計算結(jié)果分析
    4.2 空區(qū)可冒性分析
        4.2.1 空區(qū)可冒性數(shù)值分析
        4.2.2 空區(qū)可冒性理論分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 空區(qū)監(jiān)測技術(shù)研究
    5.1 空區(qū)頂板監(jiān)測技術(shù)
        5.1.1 空區(qū)監(jiān)測方案比選
        5.1.2 空區(qū)頂板鉆孔監(jiān)測技術(shù)
            5.1.2.1 RG監(jiān)測設(shè)備
            5.1.2.2 地表鉆孔監(jiān)測技術(shù)
            5.1.2.3 監(jiān)測結(jié)果
    5.2 工作面地壓顯現(xiàn)與空區(qū)冒落
    5.3 空區(qū)現(xiàn)狀分析
    5.4 空區(qū)穩(wěn)定性監(jiān)測與控制方法
    5.5 監(jiān)控方法實(shí)施效果
    5.6 本章小結(jié)
第六章 活動空區(qū)充填技術(shù)
    6.1 監(jiān)控充填方案
        6.1.1 南側(cè)空區(qū)處理方案
        6.1.2 北側(cè)空區(qū)處理方案
    6.2 廢石充填技術(shù)
    6.3 充填體接頂方案
    6.4 本章小結(jié)
第七章 VCR法爆破開掘空區(qū)充填井技術(shù)
    7.1 倒置爆破漏斗試驗(yàn)
    7.2 VCR法掘井方案
    7.3 鉆孔與爆破技術(shù)
    7.4 VCR法可行性數(shù)值模擬
    7.5 VCR法爆破及使用效果
    7.6 本章小結(jié)
第八章 冒透地表防滲充填預(yù)案
    8.1 防滲充填預(yù)案
    8.2 充填參數(shù)試驗(yàn)研究
        8.2.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        8.2.2 試驗(yàn)材料
        8.2.3 試驗(yàn)條件及目的
        8.2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
        8.2.5 現(xiàn)場灌漿充填參數(shù)分析
    8.3 開裂巖體注漿分析
    8.4 防滲充注預(yù)期效果
    8.5 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與展望
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間完成科研項(xiàng)目、論文發(fā)表情況



本文編號：3799200