【摘要】：留礦法是開采急傾斜薄礦體的最有效的采礦方法,但當回采工作完成后會留下大量的采空區(qū),如果沒有及時合理地處理采空區(qū),隨著地壓逐漸變大,可能會發(fā)生大面積的采空區(qū)失穩(wěn)現(xiàn)象,造成巨大的礦產資源損失,甚至威脅礦山生產人員的生命安全。因此,研究分析采空區(qū)穩(wěn)定性,確定經濟安全的采空區(qū)治理方案,對保障礦山安全生產具有重大意義。本文綜合應用現(xiàn)場調查、理論分析、現(xiàn)場監(jiān)測以及數(shù)值模擬等多種方法,研究分析了石雷鎢礦北帶片區(qū)43線-47線生產區(qū)域內采空區(qū)的穩(wěn)定性,并利用FLAC3D軟件對采空區(qū)進行模擬充填處理,并結合礦山實際的地壓顯現(xiàn)情況,提出了經濟合理的處理方案,為礦山采空區(qū)的治理提供參考依據(jù)。主要研究內容如下:(1)通過現(xiàn)場勘查以及礦山地質調查報告,了解掌握礦山采空區(qū)的分布及其規(guī)模、形狀等基礎資料。(2)在礦山采集巖樣,并加工制備成試件;然后通過試驗測定巖石單軸抗拉強度、單軸抗壓強度、內摩擦角、內聚力、彈性模量、泊松比等力學參數(shù);最后運用廣義胡克-布朗準則和彈性波法進行修正折減,得到巖體的各種力學參數(shù)。(3)運用結構力學理論分析采空區(qū)礦柱和頂板的失穩(wěn)機理,計算出單個采空區(qū)短邊的極限跨度為6.9m,長邊的極限跨度為43.6m,礦柱的安全寬度為3m。(4)建立三維模型,利用FLAC3D軟件對礦山進行數(shù)值模擬開挖,根據(jù)模擬開挖后得到的各中段應力、位移和塑性區(qū)云圖,分析采空區(qū)的穩(wěn)定性,分析結果表明,隨著開采深度的下降,下部空區(qū)的應力、位移和塑性區(qū)呈逐漸增大的趨勢,但大多數(shù)空區(qū)尚未達到失穩(wěn)范圍,部分空區(qū)應力集中較大。采用廢石為充填料模擬充填采空區(qū),對比充填前后的應力云圖,空區(qū)應力明顯改善,可為礦山選擇采空區(qū)的處理方法提供參考。(5)使用光彈應力計和收斂儀在采空區(qū)圍巖和巷道布置監(jiān)測點,監(jiān)測空區(qū)圍巖應力和巷道斷面位移。監(jiān)測結果表明,礦山采空區(qū)整體上比較穩(wěn)定,但局部空區(qū)應力集中,地壓顯現(xiàn)明顯。
【圖文】：

成試驗所需的巖石試件。密度測量的試件尺寸（立方體）為 4不超過±2 mm；單軸抗壓試驗與三軸抗壓試驗的試件尺寸（圓0 mm，高徑比為 2:1，誤差不超過±3 mm；巴西劈裂試驗的試）為 50×50 mm，高徑比為 1:1，誤差不超過±2 mm；每組試驗。試件制備過程如圖 3.1所示。

根據(jù)學校實驗室的現(xiàn)有條件，采用 RMT-150C 巖石力學壓力機（如圖）分別石英巖和變質砂巖進行巴西劈裂試驗（如圖 3.3）、單軸抗壓試驗圖 3.4）以及三軸抗壓試驗（如圖 3.5），，并通過儀器配套的控制系統(tǒng)采應力、應變等相關數(shù)據(jù)。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TD853.33;TD325.3;TD864

【參考文獻】

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本文編號：2611032