發(fā)布時間：2021-09-23 08:39

　　礦山資源的大量開采造成了大面積的采空區(qū),采空區(qū)失穩(wěn)導(dǎo)致的覆巖下沉、地表變形,甚至大面積塌陷等破壞,會嚴(yán)重威脅居民生活、企業(yè)安全生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境。因此,研究采空區(qū)失穩(wěn),評價采空區(qū)穩(wěn)定性對指導(dǎo)采空區(qū)治理以及保證居民生活生產(chǎn)安全具有重要意義。本文以山東省平邑石膏礦采空區(qū)光纖監(jiān)測治理項目為研究背景,在對石膏礦采空區(qū)的構(gòu)造地質(zhì)條件、水文及工程地質(zhì)條件以及采空區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上,綜合考慮采空區(qū)覆巖不同巖性、采空區(qū)不同空間形態(tài)、采空區(qū)覆巖下沉?xí)r間效應(yīng)等影響因素,結(jié)合工程實際,利用改進(jìn)的蠕變本構(gòu)模型,通過FLAC3D軟件計算采空區(qū)覆巖不同深度巖層的下沉量,對比分析了摩爾-庫侖本構(gòu)模型和改進(jìn)的蠕變本構(gòu)模型對數(shù)值計算結(jié)果的影響,模擬計算了采空區(qū)覆巖不同深度巖層蠕變下沉過程,結(jié)果顯示巖層深度與巖層蠕變速率程正相關(guān)變化。通過選擇合適的蠕變模型描述巖石蠕變的全過程,利用最小二乘法對模型進(jìn)行擬合得到了模型蠕變參數(shù)并進(jìn)行了驗證,通過對模型進(jìn)行時間的求導(dǎo)計算得出了巖石由蠕變減速階段到等速階段、等速階段到加入階段的蠕變速率界限值,并以進(jìn)入到加速蠕變階段的蠕變速率值作為采空區(qū)覆巖開始垮落,采空區(qū)失穩(wěn)的臨界值,結(jié)果表明改進(jìn)... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定性評價技術(shù)路線圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ?ｆｏｒ?ｓｔａｂｉｌｉｔｙ?ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｙｐｓｕｍ?ｍｉｎｅ?ｇｏａｆ??８??

黃褐色、雜色鈣泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、礫巖等。砂巖為長英質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散；礫巖??以灰?guī)r礫石為主，石英礫石次之，礫徑１？５ｃｍ，最大２０ｃｍ，呈次棱角一次圓狀，??分選差，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，厚度約１３０ｍ。礦區(qū)地質(zhì)分布情況如圖２．１所示。??２．１．２礦體地質(zhì)特征??礦區(qū)上覆第四系沖洪積物，二元相結(jié)構(gòu)，巖性為粘土、粉質(zhì)沙土等，厚度??０．５－５ｍ。下伏古近系官莊群卞橋組沉積地層，巖性以泥巖及粉砂巖為主，為石??膏礦賦存層位。??石膏礦層呈層狀賦存于卞橋組二段中下部，產(chǎn)狀與上下地層產(chǎn)狀一致，傾??向４０？５０°?，傾角１９？３０°，埋深３１０ｍ？４００ｍ。Ｉ礦層分布全礦區(qū)，埋深??４６０？４８５ｍ，礦層厚度８？２６．８ｍ，平均厚度１６．２ｍ，厚度變化系數(shù)１４．０％，為變化??穩(wěn)定礦層。??２．１．３水文地質(zhì)條件??礦區(qū)地下水含水層類型主要為第四系松散巖類孔隙水含水巖組和下伏的古??近系泥灰?guī)r巖溶裂隙水含水巖組。??（１）含水層類型??１）松散巖類孔隙水含水巖組??全區(qū)分布，為沖洪積形成，巖性為砂質(zhì)粘土及含礫砂質(zhì)粘土所組成。厚度??５．８０？２６．５０ｍ，地下水位埋深３．３８？１０．５０ｍ，單位涌水量小于８６．４ｍ３／ｄＴｔｉ，富水??中等。??１０??

該礦采用房柱式回采法，礦房布設(shè)沿礦層走向方向，根據(jù)以往礦山開采經(jīng)??驗，利用房柱式回采法開采，容易造成采空區(qū)頂板大面積來壓，且來壓一次的??頂板冒落面積無法估量，上千到十幾萬平米，有很大的不確定性。??頂板大面積來壓的冒落方式有整體一次冒落式和分層分次冒落式，其冒落??類型分切冒型和拱冒型兩種。??（１）切冒型??切冒型冒落一般突發(fā)性較強(qiáng)，其與采空區(qū)面積有直接關(guān)系，空區(qū)面積越大??頂板越容易發(fā)生冒落。當(dāng)頂板發(fā)生冒落時，懸露的頂板整體同時垮落，聲勢浩??大直接波及至地表，冒落通常深部空區(qū)，且具有突發(fā)性，冒落過程很短，范圍??較大，地表塌陷區(qū)多為圓形或橢圓形，剖面形狀為梯形，采空區(qū)地表有向四處??蔓延的寬度不等的裂隙，大多裂隙寬度約０．２ｍ，開裂嚴(yán)重的可達(dá)０．５ｍ，其深度??較深無法估量。冒落過程如圖２．２所示。??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3405395