本文關(guān)鍵詞：開挖卸荷誘發(fā)巷道圍巖失穩(wěn)特性及支護(hù)方法研究

  更多相關(guān)文章： 深部巷道 數(shù)值模擬 圍巖穩(wěn)定性 巷道支護(hù)

【摘要】：本文以會(huì)澤鉛鋅礦麒麟廠8#礦體為研究背景,以數(shù)值模擬為研究手段,從礦山工程地質(zhì)情況著手,結(jié)合礦山巖石物理力學(xué)參數(shù),分別從工程開挖引起的應(yīng)力重分布和位移變化及聲發(fā)射等方面揭示了該區(qū)應(yīng)力演化方式及巷道圍巖體失穩(wěn)機(jī)理,以期對(duì)今后采掘工作中巖爆災(zāi)害的防治有一定的借鑒與參考意義。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)對(duì)深部巷道的圍巖進(jìn)行了FLAC3D數(shù)值模擬穩(wěn)定性分析,研究深部構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)中水平應(yīng)力以及垂直應(yīng)力的重分布對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的影響,數(shù)值模擬結(jié)果得出了井下巷道圍巖的裂隙發(fā)育、擴(kuò)展到破壞的過程,并對(duì)其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析；(2)根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所示的位移、應(yīng)力值及其塑性區(qū)的發(fā)展變化,揭示巷道最大變形量及其區(qū)域位置,基于應(yīng)力判據(jù)進(jìn)行巖爆的預(yù)測(cè)分析,研究了高應(yīng)力條件下深部巷道開挖誘發(fā)圍巖失穩(wěn)機(jī)理；(3)采用巖石破壞過程分析軟件RFPA2D研究在應(yīng)力分異作用下的深部巷道圍巖破裂的過程,從細(xì)觀力學(xué)分析角度,探索巖巷在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件下的裂紋萌生、擴(kuò)展直至貫通破壞全過程,直觀形象的表述開挖加卸荷誘使圍巖失穩(wěn)過程。(4)根據(jù)FLAC3D和RFPA2D模擬所得規(guī)律,對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)。利用松動(dòng)圈理論法和工程類比法計(jì)算相關(guān)支護(hù)參數(shù),提出三種支護(hù)方案,利用三維有限差分軟件FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬,通過無支護(hù)和三種支護(hù)方案的數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析,對(duì)會(huì)澤鉛鋅礦深部巷道的穩(wěn)定性和支護(hù)方法進(jìn)行了對(duì)比分析,選擇合理支護(hù)方案,以提高巷道的穩(wěn)定性。本文采用FLAC3D和RFPA2D軟件,對(duì)深部高應(yīng)力巷道開挖過程中的應(yīng)力重分布進(jìn)行跟蹤分析,揭示巷道圍巖失穩(wěn)誘發(fā)巖爆的過程,優(yōu)選了合理的支護(hù)方式,為巖爆機(jī)理研究和礦山巖爆控制提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：深部巷道 數(shù)值模擬 圍巖穩(wěn)定性 巷道支護(hù)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 深部巷道圍巖失穩(wěn)機(jī)制10-11
• 1.2.2 圍巖穩(wěn)定性研究方法11-12
• 1.2.3 巷道失穩(wěn)FLAC分析方法12-13
• 1.2.4 巷道失穩(wěn)RFPA數(shù)值分析13-14
• 1.2.5 巖爆的預(yù)測(cè)方法14-15
• 1.2.6 巷道支護(hù)15-16
• 1.3 存在問題及研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.4 本文研究技術(shù)路線17-18
• 第二章 礦山深部開采概況18-27
• 2.1 工程地質(zhì)環(huán)境18-21
• 2.1.1 礦區(qū)地理位置及自然條件18
• 2.1.2 礦床區(qū)域構(gòu)造18-19
• 2.1.3 礦區(qū)地層19-21
• 2.2 礦區(qū)水文地質(zhì)21-23
• 2.2.1 地表水21-22
• 2.2.2 氣候22
• 2.2.3 含(隔)水層及富水性22
• 2.2.4 礦區(qū)水文地質(zhì)邊界及其補(bǔ)給、徑流、排泄條件22-23
• 2.2.5 坑道充水特征23
• 2.3 礦床規(guī)模和礦體特征23-25
• 2.3.1 礦床規(guī)模23-24
• 2.3.2 礦體特征24-25
• 2.4 開采概況25-27
• 2.5 深部巷道圍巖巖爆情況26-27
• 第三章 卸荷誘發(fā)深部巷道圍巖巖爆機(jī)理及控制方法27-38
• 3.1 巖爆理論27-32
• 3.2 卸荷誘發(fā)巖爆機(jī)理32-33
• 3.3 巖爆判別與控制33-38
• 3.3.1 巖爆判別方法33-36
• 3.3.2 巖爆防治36-38
• 第四章 開挖加卸荷誘發(fā)巷道圍巖失穩(wěn)機(jī)理研究38-68
• 4.1 FLAC~(3D)的特點(diǎn)38-43
• 4.1.1 FLAC~(3D)的求解過程39
• 4.1.2 本構(gòu)模型39-40
• 4.1.3 FLAC~(3D)內(nèi)嵌語言FISH40-41
• 4.1.4 圍巖受力分析41
• 4.1.5 屈服準(zhǔn)則41-43
• 4.2 有限元分析方案43-44
• 4.3 有限元模型的建立44-48
• 4.3.1 巖體物理力學(xué)參數(shù)選取44-45
• 4.3.2 地應(yīng)力場(chǎng)及初始應(yīng)力場(chǎng)45-46
• 4.3.3 計(jì)算模型區(qū)域及幾何尺寸46
• 4.3.4 模型邊界條件及開挖方式46-47
• 4.3.5 圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)47-48
• 4.4 模擬計(jì)算過程48-66
• 4.4.1 巷道開挖過程中位移計(jì)算分析51-55
• 4.4.2 巷道開挖過程中應(yīng)力計(jì)算分析55-60
• 4.4.3 巖爆預(yù)測(cè)分析60-62
• 4.4.4 塑性區(qū)分布62-63
• 4.4.5 加卸荷誘發(fā)巷道圍巖失穩(wěn)機(jī)理研究63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 第五章 基于RFPA的巷道破壞過程數(shù)值分析68-80
• 5.1 RFPA基本原理簡(jiǎn)介68-70
• 5.1.1 RFPA基本思想68-69
• 5.1.2 RFPA基本分析步驟69-70
• 5.2 模型建立70-72
• 5.3 計(jì)算結(jié)果分析72-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第六章 巷道支護(hù)及其方案優(yōu)化80-93
• 6.1 支護(hù)形式及參數(shù)80-83
• 6.2 建立數(shù)值模型83-84
• 6.3 數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析84-90
• 6.3.1 最大主應(yīng)力分析84-85
• 6.3.2 支護(hù)后位移變化分析85-89
• 6.3.3 塑性區(qū)分析89-90
• 6.4 巖爆傾向性分析90-92
• 6.5 本章小結(jié)92-93
• 第七章 結(jié)論與展望93-95
• 7.1 結(jié)論93
• 7.2 展望93-95
• 致謝95-96
• 參考文獻(xiàn)96-101
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文、參與科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況101
• 一、發(fā)表的論文101
• 二、參與的科研項(xiàng)目101
• 三、獲獎(jiǎng)情況101

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本文編號(hào)：761411