隨礦體開采的進行會逐漸形成的空區(qū),地下空區(qū)數(shù)量的增加及空區(qū)頂板暴露面積的增大,就及有可能會誘發(fā)一系列的地質災害,研究礦山空區(qū)誘發(fā)的巖移特征及監(jiān)測技術對礦山生產及安全有重要意義。本文以某金屬礦為工程研究背景:論述了開采過程中巖層移動與地表沉陷的關系,理論分析頂板的穩(wěn)定性,數(shù)值模擬計算開采后的應力及巖移特征規(guī)律,現(xiàn)場監(jiān)測開采誘發(fā)地表的沉陷變形,來對礦山空區(qū)誘發(fā)的巖移沉陷規(guī)律進行研究,為地下礦山生產提供安全高效的采礦提供技術支持。1、用力學分析空區(qū)上覆巖層的移動的形成機理,礦體開采后形成空區(qū)的上覆巖層移動與地表沉陷受開采位置、開采時間、開采速度影響,其移動變形由空區(qū)頂板巖層移動會逐步傳遞到地表在地表上呈現(xiàn)出來。2、采用力學分析的方法對空區(qū)頂板巖層建立力學模型,考慮水平地應力條件下頂板的破壞變形機理,并求出破壞的極限跨度。3、通過數(shù)值模擬計算分析,得到分析結果在自重應力條件下空區(qū)誘發(fā)的巖移特征主要表現(xiàn)在豎直方向上位移變化較大,豎直位移比水平位移大的多;在構造應力條件下空區(qū)誘發(fā)的巖移在豎直方向位移比自重應力條件下的豎直位移小,構造應力條件下水平位移變化明顯。4、通過GPS在線監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測礦體開...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內外對開采巖移及沉陷的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外對開采巖移及沉陷的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內對開采巖移沉陷研究現(xiàn)狀
        1.2.3 金屬礦山開采后巖移沉陷的研究現(xiàn)狀
    1.3 空區(qū)誘發(fā)巖移沉陷規(guī)律的研究方法
    1.4 研究內容及技術路線圖
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
第二章 礦山工程地質評價
    2.1 礦區(qū)地質概況
        2.1.1 地層
        2.1.2 構造
    2.2 礦床地質特征
        2.2.1 礦體賦存形態(tài)
        2.2.2 礦體成礦因素
        2.2.3 礦體圍巖的力學特征
    2.3 水文地質條件
        2.3.1 區(qū)域水文地質條件
        2.3.2 礦床水文地質
    2.4 開采概況及地應力特征
    2.5 小結
第三章 開采誘發(fā)巖移沉陷的力學機理及規(guī)律
    3.1 采場空區(qū)上覆巖層的分布特征
    3.2 頂板巖移的產生及機理
        3.2.1 頂板巖層的簡化組合梁簡介
        3.2.2 組合梁內剪應力分析
        3.2.3 離層巖移產生的條件及力學分析
    3.3 巖層移動與地表沉陷的基本規(guī)律和特征
        3.3.1 開采誘發(fā)地表移動的基本規(guī)律及特征
        3.3.2 巖層與地表移動的關系
    3.4 結論
第四章 空區(qū)頂板的破壞理論及穩(wěn)定性分析
    4.1 空區(qū)頂板的破壞形式
    4.2 頂板的冒落模式
    4.3 開采誘發(fā)巖移及沉陷破壞的力學模型
        4.3.1 固支梁力學簡化模型
        4.3.2 頂板的彎曲變形分析
        4.3.3 頂板巖層破壞分析
    4.4 本章小結
第五章 基于數(shù)值模擬采場的應力與巖移特征研究
    5.1 引言
    5.2 數(shù)值模型的建立
        5.2.1 模擬的主要內容和方案
        5.2.2 數(shù)值模擬的基本假設
        5.2.3 幾何模型的建立
        5.2.4 模型邊界的約束
        5.2.5 模型材料參數(shù)的選擇
        5.2.6 介質力學模型和破壞準則
    5.3 自重應力下空區(qū)誘發(fā)巖移分析
        5.3.1 開挖后最大主應力的規(guī)律分析
        5.3.2 回采水平方向位移規(guī)律分析
        5.3.3 豎直Z方向位移分析
    5.4 構造應力下空區(qū)誘發(fā)巖移分析
        5.4.1 空區(qū)應力規(guī)律分析
        5.4.2 水平方向位移分析
        5.4.3 豎直Z方向位移研究
    5.5 結論
第六章 采礦誘發(fā)巖移沉陷的監(jiān)測技術與治理
    6.1 概述
    6.2 礦區(qū)地表沉陷監(jiān)測內容及技術指標
        6.2.1 監(jiān)測的內容
        6.2.2 監(jiān)測技術指標
    6.3 地表GPS變形點布設
        6.3.1 監(jiān)測點網的布設及施工
        6.3.2 監(jiān)測系統(tǒng)構成
        6.3.3 監(jiān)測儀器設備
    6.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析
        6.4.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)
        6.4.2 結果分析
    6.5 空區(qū)誘發(fā)巖移沉陷的治理措施
        6.5.1 治理措施
        6.5.2 空區(qū)的治理
        6.5.3 數(shù)值模擬充填后的治理分析
    6.6 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 論文主要結論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3754182