大漢石膏礦厚大礦體采場結構參數和穩(wěn)定性研究
本文關鍵詞:大漢石膏礦厚大礦體采場結構參數和穩(wěn)定性研究
更多相關文章: 厚大石膏礦體 礦巖力學參數 采場結構參數 采場穩(wěn)定性 數值模擬
【摘要】:我國石膏礦產資源豐富,探明資源儲量8.9×1011t,居世界第1位。石膏是制作水泥緩凝劑及建筑制品的主要原材料;同時,隨石膏深加工產品應用領域的不斷擴大,如新型墻體材料、新型防水材料、改性功能材料等需求量的增加,也都預示著石膏需求量的增大,表明了石膏資源開發(fā)前景廣闊。在我國石膏礦山中,大部分石膏礦山采用留石膏護頂層和護底層的房柱法,少數礦山采用選別充填法和崩落法,這與石膏經濟效益低是分不開的。但針對具體的礦床賦存條件,合理選擇采場構成要素與地壓管理方式,從而提高礦山總的回采率,增加礦山經濟效益,是尤為必要的。本文依據山東省蘭陵縣大漢石膏礦的賦存條件,對厚大石膏礦體的采場結構參數和采場穩(wěn)定性進行研究。首先,進行巖石力學室內試驗,得到大漢石膏礦石膏巖石單軸抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度等基本巖石力學性能參數。其次,運用準巖體強度理論公式,根據室內試驗測得的巖石力學參數,計算得到石膏巖體的力學參數。然后根據大漢石膏礦厚大礦體賦存條件,選取適合礦體開采的分層房柱法,并選取具有較高生產能力和生產效率的正臺階回采工藝。在確定采礦方法的基礎上,運用工程經驗公式、工程力學理論、荷載傳遞交匯線理論等方法數值求解并優(yōu)化得到礦房跨度、頂板厚度、礦柱形式及尺寸和分層開采層間厚度等采場結構參數;同時,通過對礦柱強度、礦柱應力的計算,得出礦柱安全系數經驗值和礦柱安全系數k值,均能滿足礦柱的安全性要求。最后,運用FLAC3D軟件對獲得的采場結構參數進行數值模擬,分析了分層開采后采場穩(wěn)定性、礦柱破壞后采場穩(wěn)定性及采區(qū)垮塌對相鄰采區(qū)的影響,驗證了采場結構參數的適用性及隔離礦柱尺寸的合理性,得出分層開采房柱法是適用于厚大石膏礦體開采的方法。
【關鍵詞】:厚大石膏礦體 礦巖力學參數 采場結構參數 采場穩(wěn)定性 數值模擬
【學位授予單位】:山東理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TD876.1
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-14
- 1.1 研究課題的來源和意義10
- 1.2 國內外研究現狀10-12
- 1.3 主要研究內容12
- 1.4 研究技術路線12-14
- 第二章 大漢石膏礦礦區(qū)概況14-21
- 2.1 礦區(qū)位置、范圍及交通概況14
- 2.2 礦區(qū)地理、氣候及經濟概況14-15
- 2.3 礦區(qū)地質概況15
- 2.3.1 地層15
- 2.3.2 構造15
- 2.4 礦層地質概況15-18
- 2.4.1 礦層特征15-16
- 2.4.2 礦石結構、構造16
- 2.4.3 礦石類型及品級16-17
- 2.4.4 礦體圍巖17-18
- 2.5 礦井建設情況18-19
- 2.5.1 資源概況18-19
- 2.5.2 礦井建設19
- 2.6 本章小結19-21
- 第三章 礦巖物理力學參數測定21-28
- 3.1 石膏試件單軸抗壓強度測定21-22
- 3.2 石膏試件彈性模量和泊松比22-23
- 3.3 石膏試件抗剪強度測定23-24
- 3.4 石膏試件內聚力和內摩擦角24-25
- 3.5 石膏巖石物理力學參數25
- 3.6 石膏巖體物理力學參數估算25-27
- 3.7 本章小結27-28
- 第四章 采礦方法選擇28-32
- 4.1 影響采礦方法選擇的要素28
- 4.2 采礦方法選擇28-29
- 4.3 房柱采礦法29-30
- 4.4 回采工藝30-31
- 4.5 本章小結31-32
- 第五章 礦塊結構參數研究32-43
- 5.1 礦房跨度與頂板厚度32-37
- 5.1.1 礦房跨度經驗公式32-33
- 5.1.2 厚跨比理論33-34
- 5.1.3 梁理論34-36
- 5.1.4 荷載傳遞交匯線理論36-37
- 5.2 礦房跨度和頂板厚度取值37-39
- 5.3 礦柱形式及尺寸39-42
- 5.3.1 礦柱形式選擇39-41
- 5.3.2 礦柱尺寸41-42
- 5.4 分層開采層間厚度取值42
- 5.5 分層開采順序42
- 5.6 本章小結42-43
- 第六章 礦柱穩(wěn)定性分析43-52
- 6.1 巖體破壞理論基礎43-47
- 6.1.1 巖體破壞概念43
- 6.1.2 巖體破壞機理43-45
- 6.1.3 巖體破壞判據45-47
- 6.2 礦柱強度計算47-48
- 6.3 礦柱承受應力計算48-49
- 6.3.1 連續(xù)礦柱承載面積48-49
- 6.3.2 連續(xù)礦柱承受的壓應力49
- 6.4 礦柱安全系數49-51
- 6.5 本章小結51-52
- 第七章 采場穩(wěn)定性模擬分析52-74
- 7.1 FLAC~(3D)計算方法簡介52-53
- 7.2 模擬的主要內容53-54
- 7.3 計算模型54-55
- 7.3.1 計算模型示例54-55
- 7.3.2 模型參數與本構模型55
- 7.4 分層開采模擬結果分析55-61
- 7.4.1 采場巖體塑性破壞區(qū)域55-56
- 7.4.2 采場巖體垂直應力56-57
- 7.4.3 采場巖體水平應力57-58
- 7.4.4 采場巖體豎直位移58-61
- 7.5 礦柱破壞后采場穩(wěn)定性模擬分析61-66
- 7.5.1 礦柱破壞后采場巖體塑性破壞區(qū)域61-62
- 7.5.2 礦柱破壞后采場巖體垂直應力62
- 7.5.3 礦柱破壞后采場巖體水平應力62-64
- 7.5.4 礦柱破壞后采場巖體豎直位移64
- 7.5.5 礦柱破壞后采場巖體水平位移64-65
- 7.5.6 礦柱破壞前后采場穩(wěn)定性對比65-66
- 7.6 采區(qū)垮塌對相鄰采區(qū)的影響分析66-73
- 7.6.1 相鄰采區(qū)巖體塑性破壞區(qū)域66-68
- 7.6.2 相鄰采區(qū)巖體垂直應力68-69
- 7.6.3 相鄰采區(qū)巖體水平應力69-70
- 7.6.4 相鄰采區(qū)巖體位移70-72
- 7.6.5 采區(qū)垮塌前后右部相鄰采區(qū)穩(wěn)定性對比72-73
- 7.7 本章小結73-74
- 第八章 總結與展望74-76
- 8.1 總結74
- 8.2 創(chuàng)新點74-75
- 8.3 展望75-76
- 參考文獻76-80
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80-81
- 致謝81
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1 宏悅;全國最大石膏礦即將在湖南建成[J];中國非金屬礦工業(yè)導刊;2004年01期
2 ;石膏的特征及用途[J];山東國土資源;2005年02期
3 ;依靠群眾 勤儉辦礦 平江石膏礦奪得競賽紅旗[J];建筑材料工業(yè);1959年13期
4 胡耿寰;;石膏礦鉆進沖洗液類型的選擇[J];建材地質;1987年04期
5 彭漢東;石膏礦渣板生產試驗與研究[J];云南建材;1989年03期
6 宋文申;;拉薩市的石膏礦[J];河北陶瓷;1989年04期
7 ;東北最大的石膏礦破土興建[J];中國礦業(yè);1992年01期
8 ;全國最大的石膏礦──魯南石膏礦投產[J];中國礦業(yè);1995年03期
9 王子剛;江蘇邳州建成大型優(yōu)質石膏礦[J];中國建材;1996年03期
10 朱瀛波,張高科;石膏工業(yè)對發(fā)展我國新型建材的作用[J];中國非金屬礦工業(yè)導刊;1999年06期
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1 李樹濤;劉星;袁安營;;石膏礦反程序開采技術研究[A];第九屆全國采礦學術會議暨礦山技術設備展示會論文集[C];2012年
2 曲華;;石膏礦房柱式開采合理采留比數值模擬研究[A];中國采選技術十年回顧與展望[C];2012年
3 李樹濤;劉星;田浩;;石膏礦深部礦層開采采留比的研究與應用[A];第九屆全國采礦學術會議暨礦山技術設備展示會論文集[C];2012年
4 ;石膏礦及石膏深加工項目轉讓或合作[A];2013中國建筑材料聯合會石膏建材分會第四屆年會暨第八屆全國石膏技術交流大會及展覽會論文集[C];2013年
5 張世雄;任高峰;王金河;李兵;杜登峰;;無底柱分段崩落法新方案在石膏厚礦床的試驗研究[A];中國硅酸鹽學會非金屬礦分會非金屬礦產資源高效利用學術研討會論文專輯[C];2009年
6 ;安徽省定遠鹽礦外圍石膏礦普查[A];2008年度中國地質科技新進展和地質找礦新成果資料匯編[C];2008年
7 馬德廣;;水泥生產對緩凝劑硬石膏礦的工業(yè)要求[A];2010中國建筑材料聯合會石膏建材分會成立大會暨第五屆全國石膏技術交流大會及展覽會論文集[C];2010年
8 張世雄;任高峰;王金河;李兵;杜登峰;;提高石膏厚礦床礦石回收率與安全生產的途徑[A];中國硅酸鹽學會非金屬礦分會非金屬礦產資源高效利用學術研討會論文專輯[C];2009年
9 陳玉坤;陳達;葛寶來;;地球物理方法在雙碑石膏礦勘查中的作用[A];地球物理與中國建設——慶祝中國地球物理學會成立50周年文集[C];1997年
10 廣東省經濟科技發(fā)展研究會課題組;陳瑞光;袁國潤;;關于廣東省四會石膏礦持續(xù)發(fā)展的研究報告[A];經濟科技研究論集[C];2010年
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1 本報記者 萬衛(wèi)清;江西 華東最大石膏礦投產[N];中國房地產報;2003年
2 蔣劍平 盧學義 張雪珊;湖南特大石膏礦投產[N];中國礦業(yè)報;2004年
3 奚利民;石膏礦山譜新曲[N];中國礦業(yè)報;2005年
4 記者 閆銳;隆堯石膏礦減量一半延壽十年[N];河北日報;2006年
5 蘇興奎;臨汶石膏礦為采掘工過生日[N];中國礦業(yè)報;2005年
6 劉智勇;江蘇邳州18個石膏礦山停工整頓[N];中國安全生產報;2011年
7 張國文;石膏礦廢棄礦坑怎么用?儲油![N];中國煤炭報;2014年
8 特約記者 劉國榮;湖南邵東發(fā)現大型石膏礦[N];中國國土資源報;2014年
9 ;世界主要石膏生產國及產量[N];中國建材報;2004年
10 中國非金屬礦工業(yè)協會石膏專業(yè)委員會;2004全國石膏礦業(yè)經濟運行概況[N];中國建材報;2005年
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1 趙敏;衛(wèi)生陶瓷模具石膏性能劣化機制及耐用性研究[D];重慶大學;2015年
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1 武光明;大漢石膏礦厚大礦體采場結構參數和穩(wěn)定性研究[D];山東理工大學;2016年
2 張曉峰;石膏礦采空區(qū)處理方法研究[D];武漢理工大學;2007年
3 趙金寶;石膏礦礦井合理開采深度及范圍的經濟模型[D];中國礦業(yè)大學;2008年
4 王棟;基于流變擾動耦合作用的石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定性動態(tài)演化規(guī)律試驗研究[D];山東理工大學;2014年
5 周碧輝;四川漢源高品質石膏礦低貧化地下開采研究[D];中南大學;2014年
6 朱星輝;平邑石膏礦房柱式開采大面積采空區(qū)處理方法研究[D];山東科技大學;2004年
7 吳偉偉;湘福石膏礦厚大礦體采場結構參數優(yōu)化研究[D];中南大學;2011年
8 張茂強;玉龍石膏礦區(qū)運輸系統規(guī)劃設計可行性研究[D];西南科技大學;2015年
9 劉青;適合于高原環(huán)境的高強耐水復合石膏的試驗研究[D];南昌大學;2010年
10 張影;含山縣陶廠硬石膏礦控水構造特征及水害防治研究[D];安徽理工大學;2012年
,本文編號:529431
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