本文關(guān)鍵詞：大漢石膏礦厚大礦體采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和穩(wěn)定性研究

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【摘要】：我國石膏礦產(chǎn)資源豐富,探明資源儲(chǔ)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(shí),隨石膏深加工產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)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(yù)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(hù)頂層和護(hù)底層的房柱法,少數(shù)礦山采用選別充填法和崩落法,這與石膏經(jīng)濟(jì)效益低是分不開的。但針對(duì)具體的礦床賦存條件,合理選擇采場(chǎng)構(gòu)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(jīng)濟(jì)效益,是尤為必要的。本文依據(jù)山東省蘭陵縣大漢石膏礦的賦存條件,對(duì)厚大石膏礦體的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和采場(chǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。首先,進(jìn)行巖石力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn),得到大漢石膏礦石膏巖石單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等基本巖石力學(xué)性能參數(shù)。其次,運(yùn)用準(zhǔn)巖體強(qiáng)度理論公式,根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得的巖石力學(xué)參數(shù),計(jì)算得到石膏巖體的力學(xué)參數(shù)。然后根據(jù)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(chǎn)能力和生產(chǎn)效率的正臺(tái)階回采工藝。在確定采礦方法的基礎(chǔ)上,運(yùn)用工程經(jīng)驗(yàn)公式、工程力學(xué)理論、荷載傳遞交匯線理論等方法數(shù)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(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù);同時(shí),通過對(duì)礦柱強(qiáng)度、礦柱應(yīng)力的計(jì)算,得出礦柱安全系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值和礦柱安全系數(shù)k值,均能滿足礦柱的安全性要求。最后,運(yùn)用FLAC3D軟件對(duì)獲得的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了分層開采后采場(chǎng)穩(wěn)定性、礦柱破壞后采場(chǎng)穩(wěn)定性及采區(qū)垮塌對(duì)相鄰采區(qū)的影響,驗(yàn)證了采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)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(guān)鍵詞】：厚大石膏礦體 礦巖力學(xué)參數(shù) 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù) 采場(chǎng)穩(wěn)定性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容12
• 1.4 研究技術(shù)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(jīng)濟(jì)概況14-15
• 2.3 礦區(qū)地質(zhì)概況15
• 2.3.1 地層15
• 2.3.2 構(gòu)造15
• 2.4 礦層地質(zhì)概況15-18
• 2.4.1 礦層特征15-16
• 2.4.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造16
• 2.4.3 礦石類型及品級(jí)16-17
• 2.4.4 礦體圍巖17-18
• 2.5 礦井建設(shè)情況18-19
• 2.5.1 資源概況18-19
• 2.5.2 礦井建設(shè)19
• 2.6 本章小結(jié)19-21
• 第三章 礦巖物理力學(xué)參數(shù)測(cè)定21-28
• 3.1 石膏試件單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)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(qiáng)度測(cè)定23-24
• 3.4 石膏試件內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角24-25
• 3.5 石膏巖石物理力學(xué)參數(shù)25
• 3.6 石膏巖體物理力學(xué)參數(shù)估算25-27
• 3.7 本章小結(jié)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(jié)31-32
• 第五章 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)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(jīng)驗(yàn)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(jié)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(chǔ)43-47
• 6.1.1 巖體破壞概念43
• 6.1.2 巖體破壞機(jī)理43-45
• 6.1.3 巖體破壞判據(jù)45-47
• 6.2 礦柱強(qiáng)度計(jì)算47-48
• 6.3 礦柱承受應(yīng)力計(jì)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(yīng)力49
• 6.4 礦柱安全系數(shù)49-51
• 6.5 本章小結(jié)51-52
• 第七章 采場(chǎng)穩(wěn)定性模擬分析52-74
• 7.1 FLAC~(3D)計(jì)算方法簡(jiǎn)介52-53
• 7.2 模擬的主要內(nèi)容53-54
• 7.3 計(jì)算模型54-55
• 7.3.1 計(jì)算模型示例54-55
• 7.3.2 模型參數(shù)與本構(gòu)模型55
• 7.4 分層開采模擬結(jié)果分析55-61
• 7.4.1 采場(chǎng)巖體塑性破壞區(qū)域55-56
• 7.4.2 采場(chǎng)巖體垂直應(yīng)力56-57
• 7.4.3 采場(chǎng)巖體水平應(yīng)力57-58
• 7.4.4 采場(chǎng)巖體豎直位移58-61
• 7.5 礦柱破壞后采場(chǎng)穩(wěn)定性模擬分析61-66
• 7.5.1 礦柱破壞后采場(chǎng)巖體塑性破壞區(qū)域61-62
• 7.5.2 礦柱破壞后采場(chǎng)巖體垂直應(yīng)力62
• 7.5.3 礦柱破壞后采場(chǎng)巖體水平應(yīng)力62-64
• 7.5.4 礦柱破壞后采場(chǎng)巖體豎直位移64
• 7.5.5 礦柱破壞后采場(chǎng)巖體水平位移64-65
• 7.5.6 礦柱破壞前后采場(chǎng)穩(wěn)定性對(duì)比65-66
• 7.6 采區(qū)垮塌對(duì)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(yīng)力68-69
• 7.6.3 相鄰采區(qū)巖體水平應(yīng)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(duì)比72-73
• 7.7 本章小結(jié)73-74
• 第八章 總結(jié)與展望74-76
• 8.1 總結(jié)74
• 8.2 創(chuàng)新點(diǎn)74-75
• 8.3 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文80-81
• 致謝81

【相似文獻(xiàn)】

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