本文關(guān)鍵詞：規(guī)模殘采條件下水平采空區(qū)群失穩(wěn)動力響應及控制技術(shù)

  更多相關(guān)文章： 安全工程 水平采空區(qū)群 殘礦 動力響應 類非線性模型

【摘要】：礦產(chǎn)資源具有不可再生性,在供給日趨緊張的形勢下,如何充分利用殘礦資源越來越受到人們的關(guān)注。為了最大限度地回采殘礦體,需對空區(qū)之間的預留間柱進行開采作業(yè)。其間爆破作業(yè)除了對間柱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用外,還對周邊頂(底)板巖體產(chǎn)生一定的擾動,進而影響水平采空區(qū)群的整體穩(wěn)定性。因此,開展規(guī)模殘采下水平采空區(qū)群失穩(wěn)動力響應與控制技術(shù)研究,對減少礦山工程地質(zhì)災害具有重要意義。論文以某大型地下金礦山的殘礦開采工程為研究對象,借助巖體力學和結(jié)構(gòu)動力學相關(guān)理論以及數(shù)值模擬方法,對規(guī)模殘采條件下的水平采空區(qū)群失穩(wěn)動力響應開展相關(guān)研究,并提出相應的主、被動控制技術(shù)措施。論文的主要工作及取得的研究成果如下:(1)系統(tǒng)地分析了規(guī)模殘采條件下水平采空區(qū)群的穩(wěn)定性影響因素,包括單元采空區(qū)穩(wěn)定性因素、間柱穩(wěn)定性因素、水平采空區(qū)群組合結(jié)構(gòu)因素和規(guī)�；_采因素。(2)創(chuàng)造性地提出了水平采空區(qū)群類非線性動力響應模型分析方法,通過算例驗證了模型的合理性,分析了水平采空區(qū)群的動力響應規(guī)律。類非線性模型能較好地對瞬時性、持續(xù)性和分段式動載荷作出響應;與定性取值方法相比,類非線性因子p的定量取值方法具有較高的精度;對比線性模型,類非線性模型結(jié)果與數(shù)值模擬更加吻合,揭示了水平采空區(qū)群的動力響應規(guī)律。(3)構(gòu)建了工況2(間柱1已回采)下復雜水平采空區(qū)群的類非線性動力響應模型和FLAC3D數(shù)值模型,探討了該工況條件下的動力響應和應力響應規(guī)律。當結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時,動載荷下水平采空區(qū)群動力響應變化最大的位置是結(jié)構(gòu)改變處巖體m3-1和m3-2,其余巖體則發(fā)生小幅度的變化;爆破荷載對其作用巖體的應力分布產(chǎn)生較明顯的影響�，F(xiàn)場工程應用驗證了類非線性動力響應模型和數(shù)值模擬的可靠性。(4)借助類非線性動力響應模型和FLAC3D數(shù)值模擬,分析了單層和多層水平采空區(qū)群多間柱規(guī)模殘采的位移場、速度場、應力場響應特征及分布規(guī)律。綜合分析結(jié)果可知,單層方案Ⅱ和多層方案Ⅳ具有較高的合理性,通過現(xiàn)場監(jiān)測對單層方案Ⅱ的可靠性進行了驗證。(5)在類非線性動力響應模型的基礎(chǔ)上,確定了單次爆破最大用藥量;經(jīng)動力響應對比分析,采用多段微差爆破、多間柱相向爆破以及充填關(guān)鍵空區(qū)等主被動控制技術(shù)能有效降低爆破振動效應。
【關(guān)鍵詞】：安全工程 水平采空區(qū)群 殘礦 動力響應 類非線性模型
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD325.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 殘礦資源概述12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.3.1 殘礦回采技術(shù)研究13-15
• 1.3.2 殘礦回采穩(wěn)定性研究15-16
• 1.3.3 采空區(qū)穩(wěn)定性研究16-18
• 1.3.4 采空區(qū)群穩(wěn)定性研究18-21
• 1.4 既有研究不足21
• 1.5 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線21-23
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容21-22
• 1.5.2 技術(shù)路線22-23
• 第二章 規(guī)模殘采條件下水平采空區(qū)群穩(wěn)定性因素分析23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 單元采空區(qū)穩(wěn)定性因素23-27
• 2.2.1 地質(zhì)因素23-25
• 2.2.2 采空區(qū)形態(tài)因素25-26
• 2.2.3 工程因素26-27
• 2.3 間柱穩(wěn)定性因素27-28
• 2.4 水平采空區(qū)群組合結(jié)構(gòu)因素28-30
• 2.4.1 單層水平采空區(qū)群組合結(jié)構(gòu)因素28-29
• 2.4.2 多層水平采空區(qū)群組合結(jié)構(gòu)因素29-30
• 2.5 規(guī)模化開采因素30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于結(jié)構(gòu)離散的水平采空區(qū)群類非線性動力響應模型31-49
• 3.1 引言31-32
• 3.2 結(jié)構(gòu)離散化原理32
• 3.3 水平采空區(qū)群類非線性動力響應模型32-39
• 3.3.1 離散化處理32-33
• 3.3.2 基本假設(shè)33
• 3.3.3 模型構(gòu)建33-35
• 3.3.4 參數(shù)確定35-39
• 3.4 類非線性動力響應模型驗證39-47
• 3.4.1 算例 139-43
• 3.4.2 算例 243-45
• 3.4.3 算例 345-47
• 3.5 討論47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 水平采空區(qū)群規(guī)模殘采動力穩(wěn)定性研究49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 規(guī)模殘采工程背景49-50
• 4.3 規(guī)模殘采靜力分析50-53
• 4.3.1 數(shù)值模型構(gòu)建50-51
• 4.3.2 最大主應力變化特征51-52
• 4.3.3 豎直位移變化特征52-53
• 4.4 規(guī)模殘采動力響應分析53-57
• 4.4.1 類非線性動力響應模型構(gòu)建53-54
• 4.4.2 位移響應特征分析54-56
• 4.4.3 速度響應特征分析56-57
• 4.5 規(guī)模殘采應力響應分析57-59
• 4.5.1 最大主應力特征分析57-58
• 4.5.2 最小主應力特征分析58-59
• 4.5.3 剪應變增量特征分析59
• 4.6 工程應用及其效果評析59-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 第五章 多間柱殘采條件下水平采空區(qū)群動力穩(wěn)定性研究63-81
• 5.1 引言63
• 5.2 多間柱殘采方案設(shè)計63-65
• 5.2.1 單層水平采空區(qū)群多間柱殘采方案63-64
• 5.2.2 多層水平采空區(qū)群多間柱殘采方案64-65
• 5.3 單層水平采空區(qū)群動力穩(wěn)定性分析65-71
• 5.3.1 動力響應分析65-68
• 5.3.2 應力響應分析68-71
• 5.4 多層水平采空區(qū)群動力穩(wěn)定性分析71-76
• 5.4.1 動力響應分析71-73
• 5.4.2 應力響應分析73-76
• 5.5 多間柱殘采方案選擇76-78
• 5.5.1 單層水平采空區(qū)群76-77
• 5.5.2 多層水平采空區(qū)群77-78
• 5.6 多間柱殘采現(xiàn)場監(jiān)測78-79
• 5.7 本章小結(jié)79-81
• 第六章 水平采空區(qū)群規(guī)模殘采動力失穩(wěn)控制技術(shù)研究81-91
• 6.1 引言81
• 6.2 主動控制技術(shù)81-86
• 6.2.1 控制爆破用藥量81-83
• 6.2.2 多段微差爆破83-84
• 6.2.3 多間柱相向爆破84-86
• 6.3 被動控制技術(shù)86-90
• 6.3.1 改變爆破參數(shù)86-87
• 6.3.2 充填關(guān)鍵空區(qū)87-90
• 6.4 本章小結(jié)90-91
• 結(jié)論與展望91-94
• 結(jié)論91-92
• 展望92-94
• 參考文獻94-101
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果101-102
• 致謝102-103
• 附件103

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭勇，王啟瑋;結(jié)構(gòu)對初始條件的動力響應的一種算法[J];西安石油學院學報(自然科學版);1995年02期

2 薛景宏,崔大勇,王振,彭勇;埋地輸液管道橫向地震激勵下的動力響應(二)[J];大慶石油學院學報;2000年03期

3 薛景宏,朱福祥,郝進鋒;埋地輸液管道軸向地震激勵下的動力響應(一)[J];大慶石油學院學報;2000年03期

4 曹志翔;楊永紅;王政章;;平面外地震波入射下場地的動力響應[J];吉林化工學院學報;2006年04期

5 劉鑄永;離散奇異內(nèi)積法分析材料非線性柱的動力響應[J];動力學與控制學報;2004年01期

6 姜宏;劉鵬;;爆炸荷載作用下鋼框架動力響應有限元分析[J];湖南科技大學學報(自然科學版);2010年02期

7 唐友剛,K.V.Frolov,A.V.Siniov;液壓基座平臺的振動控制方程與動力響應[J];天津大學學報;2002年05期

8 李金貝;張鴻儒;李志強;;路基動力響應與動力破壞的大型振動臺模型試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2011年S2期

9 于毅;;海洋結(jié)構(gòu)物環(huán)境和動力響應實時監(jiān)測重要性分析[J];中國造船;2013年02期

10 熊俊明,梁啟智;可控調(diào)諧液體阻尼器動力響應的數(shù)值模擬[J];噪聲與振動控制;2002年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋華茂;劉勇;;隨機荷載下結(jié)構(gòu)的動力響應計算[A];全國城市橋梁青年科技學術(shù)會議論文集[C];1996年

2 汪天翼;;鄭家沖大橋受撞后的損傷檢測及動力響應計算[A];巖土力學研究與工程實踐[C];1998年

3 劉揚;王明洋;盧浩;;彈性支撐梁在移動荷載作用下的動力響應[A];第2屆全國工程安全與防護學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2010年

4 林媛;楊慶大;郭乙木;;超強沖擊波作用下地下雙層豎井的動力響應數(shù)值分析研究[A];第三屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（下）[C];1994年

5 馮文杰;劉金喜;鄒振祝;;非軸對稱載荷作用下任意彈性邊界圓板彈性動力響應[A];第五屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第一卷）[C];1996年

6 何淼;晏鄂川;唐輝明;;高烈度區(qū)斜坡動力響應的復反應分析[A];新世紀巖石力學與工程的開拓和發(fā)展——中國巖石力學與工程學會第六次學術(shù)大會論文集[C];2000年

7 佘慧;羅志國;黃偉江;羅恩;;應用Hamilton型擬變分原理分析一維和二維問題的動力響應[A];計算機在土木工程中的應用——第十屆全國工程設(shè)計計算機應用學術(shù)會議論文集[C];2000年

8 劉振華;劉艷;張其林;;考慮流體結(jié)構(gòu)耦合作用的單柱雙面廣告牌結(jié)構(gòu)的風致動力響應[A];第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2007年

9 徐次達;林文菁;;樣條配點法分析薄殼的動力響應——微機應用[A];第三屆空間結(jié)構(gòu)學術(shù)交流會論文集（第二卷）[C];1986年

10 卜建清;滿洪高;袁向榮;;基于動力響應的結(jié)構(gòu)動力修改方法[A];第八屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 胡可;鋼儲罐結(jié)構(gòu)爆炸沖擊荷載與動力響應的數(shù)值模擬研究[D];浙江大學;2016年

2 王宏志;沖擊荷載作用下樁的縱向和橫向動力響應[D];浙江大學;2001年

3 郭淑卿;HHT方法在兩自由度體系動力響應特征分析中的應用研究[D];天津大學;2006年

4 王蒂;大跨徑懸索橋爆破地震動力響應研究[D];長安大學;2011年

5 劉衛(wèi)豐;地鐵列車運行引起的隧道及自由場動力響應數(shù)值預測模型研究[D];北京交通大學;2009年

6 潘曉東;非平穩(wěn)隨機地震下堤壩非線性有效應力動力響應可靠度分析[D];浙江大學;2004年

7 崔X鵬;汽車撞擊荷載及其作用下高速列車與橋梁系統(tǒng)動力響應與列車運行安全研究[D];北京交通大學;2015年

8 陳小波;近海風機結(jié)構(gòu)體系環(huán)境荷載及動力響應研究[D];大連理工大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李燦;高速列車撞擊下盾構(gòu)隧道動力響應及接頭螺栓失效研究[D];西南交通大學;2015年

2 邱雪蓮;端撐對220kV變電構(gòu)架的靜動力響應影響研究[D];廣西大學;2015年

3 姚峰;交通荷載作用下剛性路面的動力響應和溫度應力分析[D];南昌大學;2015年

4 朱守兵;運營期單洞雙線地鐵隧道周圍土體動力響應模擬分析[D];南京大學;2015年

5 杜兆輝;橋梁船撞動力響應數(shù)值模擬研究[D];重慶交通大學;2015年

6 許立;海洋結(jié)構(gòu)隨機波浪荷載與快速動力響應計算方法及試驗研究[D];中國海洋大學;2015年

7 李光;下伏軟層反傾巖質(zhì)邊坡動力響應特征物理模型試驗[D];吉林大學;2016年

8 陳聰;可拼裝框架式超大型浮體概念設(shè)計及其水動力響應計算[D];燕山大學;2016年

9 曾俊佳;規(guī)模殘采條件下水平采空區(qū)群失穩(wěn)動力響應及控制技術(shù)[D];華南理工大學;2016年

10 張云聰;考慮土—結(jié)構(gòu)相互作用的越江公路隧道動力響應測試與分析[D];南京大學;2015年

，

本文編號：967385