本文關(guān)鍵詞：露天轉(zhuǎn)地下開采誘發(fā)礦坑邊坡失穩(wěn)模型試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 露天轉(zhuǎn)地下開采 模型試驗(yàn) 三維激光掃描技術(shù) 分布式應(yīng)變光纖監(jiān)測

【摘要】：物理模型試驗(yàn)是在遵循相似原理的基礎(chǔ)上,按照相似比尺將原型縮小后,對模型進(jìn)行試驗(yàn)的一種試驗(yàn)方法。該方法能夠在模型中較為真實(shí)的還原原型中所包含的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造以及巖層組合關(guān)系,從而能夠通過對模型的研究,認(rèn)識原型的一些規(guī)律和現(xiàn)象。本文以眼前山鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采為依托,通過模型試驗(yàn)對露天轉(zhuǎn)地下開采引起的巖層與地表移動(dòng)、礦坑邊坡變形破壞進(jìn)行了研究和分析,其主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)對已有眼前山鐵礦礦區(qū)資料分析,選擇礦區(qū)典型地質(zhì)斷面作為模型試驗(yàn)研究對象。根據(jù)所選斷面的工程地質(zhì)特征以及現(xiàn)場試驗(yàn)條件,選取1:200的幾何相似比、1:1的容重相似比為相似參數(shù),并經(jīng)相似理論計(jì)算確定了相似材料的目標(biāo)物理力學(xué)參數(shù),通過配比試驗(yàn)研制出物理力學(xué)參數(shù)滿足要求的相似材料。該材料由水泥、石英砂、重晶石粉、鐵粉以及石膏按照1:28:28:6.67:3的質(zhì)量比混合,并加入總質(zhì)量10%的水?dāng)嚢瓒?(2)研制了一套露天轉(zhuǎn)地下開采的物理模型試驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括模型箱和模擬無底柱分段崩落采礦系統(tǒng)兩部分;將三維激光掃描技術(shù)與分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)引入模型變形的監(jiān)測,并與數(shù)值攝影測量相結(jié)合;(3)完成露天轉(zhuǎn)地下開采二維物理模型試驗(yàn),該試驗(yàn)表明:(1)露天轉(zhuǎn)地下開采誘發(fā)巖層移動(dòng)破壞隨模擬開采的進(jìn)行,其影響的程度越來越大,巖層內(nèi)部逐漸產(chǎn)生宏觀裂紋并逐步發(fā)展貫通,陡傾節(jié)理會導(dǎo)致巖層沿陡傾節(jié)理向采空區(qū)方向發(fā)生傾倒,并最終導(dǎo)致巖層整體垮塌破壞,其主要破壞模式為拉裂-傾倒式破壞;(2)露天轉(zhuǎn)井下開采誘發(fā)巖層移動(dòng)破壞呈現(xiàn)三個(gè)階段:第一階段受采空上方圍巖應(yīng)力重分布的影響,采空區(qū)圍巖產(chǎn)生小范圍微破裂和松動(dòng);第二階段巖層拉張裂隙擴(kuò)展貫通、采動(dòng)裂紋和破碎帶發(fā)展階段;第三階段巖層沿陡傾裂隙發(fā)生大規(guī)模向采空區(qū)方向的傾倒破壞;(3)露天轉(zhuǎn)井下開采巖體變形破壞模式主要是自重作用下受巖層陡傾結(jié)構(gòu)面控制,向采空區(qū)方向產(chǎn)生拉裂、破斷、滑塌破壞,其破壞過程、規(guī)模與程度主要受巖層沿陡傾結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的裂紋的產(chǎn)生、發(fā)展和貫通情況控制,巖層層面不起控制作用。
【關(guān)鍵詞】：露天轉(zhuǎn)地下開采 模型試驗(yàn) 三維激光掃描技術(shù) 分布式應(yīng)變光纖監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD861.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線13-15
• 第2章 礦區(qū)工程地質(zhì)條件與地質(zhì)模型概化15-21
• 2.1 礦區(qū)地質(zhì)條件15-18
• 2.1.1 位置與氣象15-16
• 2.1.2 地層巖性16-17
• 2.1.3 地質(zhì)構(gòu)造17-18
• 2.2 礦體賦存特征及井下開采概況18-19
• 2.2.1 礦體賦存特征18
• 2.2.2 井下開采概況18-19
• 2.3 地質(zhì)模型概化19-21
• 第3章 相似理論及相似材料配比試驗(yàn)21-37
• 3.1 相似現(xiàn)象21
• 3.2 相似理論及相似判據(jù)21-27
• 3.2.1 相似三定理21-22
• 3.2.2 相似判據(jù)22-27
• 3.3 相似參數(shù)計(jì)算27-29
• 3.4 相似材料選擇29-32
• 3.5 相似材料配比試驗(yàn)及結(jié)果32-36
• 3.5.1 試塊制作32-33
• 3.5.2 相似材料物理力學(xué)參數(shù)測定33-35
• 3.5.3 相似材料配比試驗(yàn)結(jié)果35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 模型試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-57
• 4.1 模型試驗(yàn)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)37-47
• 4.1.1 承重臺38-39
• 4.1.2 模型箱39-43
• 4.1.3 深部開采模擬系統(tǒng)43-47
• 4.2 節(jié)理巖體的實(shí)現(xiàn)47-48
• 4.3 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-53
• 4.3.1 數(shù)值攝影測量48-49
• 4.3.2 分布式光纖監(jiān)測技術(shù)49-50
• 4.3.3 三維激光掃描技術(shù)50-53
• 4.4 監(jiān)測手段的融合53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 露天轉(zhuǎn)地下開采模型試驗(yàn)及結(jié)果分析57-76
• 5.1 深部開采過程模擬57-58
• 5.2 露天轉(zhuǎn)采誘發(fā)礦坑邊坡破壞特征及變形規(guī)律58-74
• 5.2.1 基于數(shù)值攝影測量的位移分析63-68
• 5.2.2 基于光纖監(jiān)測的模型內(nèi)部應(yīng)變分析68-72
• 5.2.3 基于三維激光掃描技術(shù)模型變形范圍分析72-74
• 5.3 礦坑邊坡失穩(wěn)模式機(jī)理分析74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)76-77
• 6.1.1 結(jié)論76-77
• 6.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)77
• 6.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：651313