一、深部高应力区采场结构参数优化研究(论文文献综述)
夏志远[1](2021)在《自然崩落法矿山底部结构失稳机理及防治措施研究》文中研究指明自然崩落采矿法作为一种大规模、低成本、高效率的地下采矿方法,在条件允许的情况下,是深地矿产资源大规模高效开采的首选方法,受到了国际采矿界越来越广泛的关注。自然崩落法矿山的底部结构承担着采场出矿任务,所有矿石都需经底部结构运出采场,保障底部结构安全稳定是自然崩落法成功运用的关键因素之一。由于自然崩落法开采的特殊性,底部结构服务年限长且处于复杂变化的高应力环境,导致底部结构维护难度大,失稳破坏风险高。因此,揭示自然崩落法矿山底部结构失稳发生和演变机理,并提出失稳防治措施,具有重要理论意义和工程价值。本文以国内典型自然崩落法矿山铜矿峪矿为工程背景,采用现场调研、室内试验、数值仿真模拟和力学理论分析等多种方法综合研究了自然崩落法矿山底部结构三种常见失稳类型的发生和演变机理,并针对失稳机理的不同分别提出了防治措施,主要研究内容和结论如下:1)开展了铜矿峪矿现场底部结构失稳特征调研与失稳时空演化过程分析,揭示了铜矿峪矿530中段底部结构失稳发生和演变的普遍规律,主要结论包括:底部结构失稳区域有相当大的比例发生在拉底推进线前方20~30m范围内;随着拉底推进,一些底部结构失稳区域修复后会呈现反复失稳;副层地压显现受主层开采影响严重,尤其是位于拉底推进线前方的底部结构易出现失稳;拉底过程中,在桃型矿柱尖部上方易形成残留矿柱,表现为局部出矿穿脉顶板地压显现强烈,附近聚矿沟呈现“少矿无矿”的现象。2)基于压力拱理论、薄板理论和散体应力拱理论对底部结构全生命周期受力过程进行力学解析,通过建立底部结构全生命周期受力数值仿真模型,研究了底部结构从巷道掘进开始到出矿结束的全生命周期应力和位移演化规律,揭示了铜矿峪矿底部结构全生命周期失稳机理,主要结论如下:拉底推进线前方底部结构受采场空间围岩压力拱作用易产生压应力集中,随着拉底面积增加,压应力集中程度逐渐增强,当达到底部结构岩体剪切破坏条件时,就会产生地压破坏现象;随着拉底推进,推进线前方的底部结构逐渐转移到拉底空间下方,此时底部结构压应力集中得到释放,但在高水平构造应力和垂直应力的共同作用下,底部结构发生向上的挠曲变形,出矿穿脉侧帮和桃型矿柱尖部逐渐呈现拉应力集中,随着拉底面积增加,拉应力集中程度逐渐增强,当超过底部结构抗拉强度时,再次产生地压破坏现象,所以底部结构会呈现反复失稳的地压现象;拉底后尽快促使上覆矿岩崩落,有助于释放拉底推进线前方出矿巷道集中的压应力,以及拉底空间下方桃型矿柱尖部和出矿巷道两帮的拉应力,从而降低底部结构失稳发生概率。3)构建了主副层联合开采底部结构受力数值仿真模型,研究了主层开采扰动下副层底部结构应力和位移演化特征和规律,揭示了副层底部结构失稳机理,主要结论如下:主层拉底推进和上覆矿岩崩落加剧了副层拉底推进线前方底部结构压应力集中,使其更易达到岩体剪切破坏条件,从而增大了副层推进线前方底部结构失稳发生概率;主层拉底推进和上覆矿岩崩落降低了副层拉底空间下方底部结构竖直向上挠曲变形和拉应力集中,使其不易超过岩体抗拉强度,降低了副层底部结构反复失稳概率。4)构建了拉底不良底部结构受力数值仿真模型,研究了残留矿柱扰动下底部结构应力和位移演化特征和规律,揭示了拉底不良诱发底部结构失稳机理,结果表明:残留矿柱下方桃型矿柱产生较高压应力集中,随着拉底面积增加桃型矿柱尖部压应力持续升高,如果达到岩体剪切破坏条件就会造成桃型矿柱失稳;残留矿柱下方出矿水平地压破坏易发生在出矿穿脉顶板,而正常拉底区域地压破坏易发生在出矿穿脉侧帮;随着拉底推进,残留矿柱下方底部结构呈现“上部受压,下部受拉”的应力分布状态;残留矿柱附近的上覆矿岩处于拉应力释放区域,不利于上覆矿岩的崩落,造成聚矿沟无破碎矿石出现。5)研究了铜矿峪矿微震监测系统布设方案,确定了 410中段和530中段的传感器位置坐标,经过定位精度的模拟分析,满足定位误差和系统灵敏度要求,可实现底部结构失稳监测预警任务。6)分别针对三种不同类型底部结构失稳的发生和演化机理,开展了防治措施研究,主要结论如下:提出了出矿巷道锚网索喷与底板混凝土反拱的联合支护新形式,有效地控制了出矿巷道围岩的松动变形,提高了底部结构的整体强度,增加了底部结构的稳定性;提出了主层后拉底与副层预拉底相结合的拉底方式,不但可保证主层快速投产,而且改善了副层底部结构应力状态;提出了适当增加桃型矿柱尖部上方拉底高度,将桃型矿柱两侧拉底巷道中间的拉底区域作为一个爆破单元同时爆破的措施,从而减小爆破夹制作用,避免残留矿柱的形成。
叶浩然[2](2020)在《某铅锌矿深部急倾斜采场结构参数及顶板控制研究》文中认为随浅部资源日益枯竭,国内外诸多矿山已进入深部开采阶段。若在深部开采时沿用浅部采场结构参数,将会导致采场顶板冒落、垮塌及矿柱失稳,采场井巷大变形等事故。因此,深部采场结构参数需要重新确定。而随着开采深度日益增大,即使优化了深部采场结构参数,顶板因离层也常发生局部塌方、冒顶,深部采场顶板冒落亟待治理。本文以某铅锌矿为工程背景,研究了深部采场的结构参数,并提出了留矿法采场上盘围岩顶板冒落控制方案。主要研究内容和结论如下:1)数值模拟正交反演获得岩体物理力学参数。通过室内试验获取岩石物理力学参数,结合该矿及相似矿山地压显现规律,应用正交数值模拟反演,确定岩石物理力学参数的折减系数,得出该矿各类岩体物理力学参数。2)采用正交试验设计深部采场的系列结构参数。应用FLAC3D仿真开采过程,以采场上下盘最大位移、最大拉应力、受拉区面积建立评价指标,构建采场稳定性的多指标综合评价模型。结果表明:顶柱厚度对采场稳定性的影响最为敏感,该矿最佳的采场结构参数为顶柱厚度12m、间柱厚度10m、矿房跨度40m。3)建立急倾斜采场顶板简支梁力学模型,探讨顶板失稳机理。建立顶板简支梁模型,借助材料力学分析顶板最大拉应力大小及位置,揭示急倾斜顶板冒落的力学机理。结果表明:最大拉应力一般出现在顶板中央,顶板跨度太大引起拉应力集中导致了顶板破坏,减小顶板悬空跨度是控制顶板局部冒落的有效途径。4)基于锚网支护效应提出上盘顶板的锚杆条网带支护方法。借助2-3排预应力锚杆+条网构成支护的锚杆条网带,沿矿房走向、全长支护留矿法采场的上盘围岩顶板,借助简支梁力学模型设计锚杆条网带的间距,并应用FLAC3D模拟不同锚杆预应力、锚杆条网带间距下的采场顶板稳定性,据此确定最佳的顶板控制方案。结果表明:采用2排间、排距1.2m,直径22mm,长2.8-3.5m,施加3t预应力的锚杆+条网组成的锚杆条网带支护留矿法采场的上盘围岩顶板,锚杆条网带的间距为两个落矿分层(约4-5m),可经济有效地控制上盘围岩顶板的局部冒落;若用排距、间距0.7-1.0m、直径18-20mm、长不超过2.5m的小锚杆,仅施加1t预应力,锚杆条网带的间距取一个落矿分层(约2-3m)。
李鹏程[3](2020)在《高山河谷区条带充填分区协同开采及围岩稳定性研究》文中研究说明常规房柱法开采高山河谷地形下的矿产资源时,遗留的大面积采空区群容易诱发山体崩塌、河床下沉等地质灾害,而且采场内留设的矿柱难以有效回收,造成资源的浪费。为实现高山河谷地形下矿床资源安全、高效、低贫化的开采目标,以宜昌晒旗河磷矿矿床为研究对象,提出了与其相适应的条带充填分区协同开采技术。通过充填体配比试验、理论分析、数值模拟、相似模拟等方法,系统地研究了开采过程中采场围岩变形及稳定性问题。首先,通过开展胶结尾砂充填体配比试验与单轴压缩力学试验,得到了不同灰砂比充填体在不同龄期下的应力应变曲线,探究了不同灰砂比充填体的力学性质及其随龄期的变化规律。分析表明灰砂比1:4充填体的力学性质在前14d内受龄期影响显着,其他灰砂比充填体力学性质受龄期影响较小;所有灰砂比充填体的抗压强度及弹性模量在14d时均到达了28d强度的80%左右。开展充填体配比试验为后期理论研究及现场实际应用奠定了基础。其次,根据两步骤开采时的顶板结构及非均布荷载受力特征,构建了一步骤条带顶板固支梁力学模型与二步骤“顶板-充填体”力学模型,推导了两步骤回采过程中顶板的弯曲变形挠度方程。以采区顶板的抗拉强度为评判指标,得到了顶板稳定临界条件,对高、低应力采区分别设计了不同的采场结构参数及充填模式,理论结果表明条带宽度12m,采区跨度72m,高、低应力采区充填体灰砂比分别为1:4、1:6时,能确保采场顶板的稳定。最后,采用FLAC3D数值模拟方法研究了采场矿柱承载特征,分析表明高山河谷区地下采场矿柱存在“非对称式马鞍形”、“拱形”、“斜尖形”等3种应力分布形式,围岩矿柱及充填体以剪切破坏为主。并依据采场矿柱的承压特征优化了分区充填模式。在选取的采场结构参数及优化后的充填模式下,运用相似模拟试验研究了晒旗河矿区采场围岩的受力变形特征,所得规律与数值模拟、理论分析结果大致相同,整个回采过程采场围岩相对稳定,进一步论证了高山河谷区条带充填分区协同开采的可行性。
侯廷凯[4](2020)在《自走铁矿分段矿房法开采工艺与采场结构参数研究》文中研究说明云南新平鲁电矿业有限公司自走铁矿为缓倾斜~倾斜~急倾斜、薄~中厚~厚,中等稳固的矿体,上下盘围岩中等稳固,地质品位38.85%,属于中低品位难采矿体,对矿石贫化要求高,综合地质(薄夹石无法剔除)品位约38%,采出品位要求≥35%,相应的贫化率须控制在9%以下,由于矿体复杂难采,传统采矿方法工艺难以解决矿石损失贫化大等问题,急需研究开发新的采矿方法和工艺参数。论文以自走铁矿1480~1430中段分段矿房法开采为研究背景,通过现场工程地质调查和室内力学试验,结合矿山实际情况,采用理论分析和数值模拟结合的方式,对分段矿房法采场合理的结构参数进行稳定性分析和优化研究。通过有限元软件ANSYS 15.0建立了该矿段的物理模型,通过接口将模型转换到FLAC3D5.01中进行后期开挖模拟。先对分段高度进行优化,按照每步10m高度进行开挖,模拟了分段(阶段)高度为10、20、30、40、60m时采场稳定性,选出最佳分段高度;之后在该分段高度的基础上设计了不同间柱尺寸和不同矿房跨度的回采模拟方案,研究不同尺寸参数下采场应力、位移和塑性区的变化,通过分析得出最优矿块尺寸。(1)根据加工部门对矿石品位的要求和开采技术经济条件,提出了分段矿房法等采矿新方法、新工艺,采用理论分析和数值模拟方法对分段矿房法的采场结构参数进行优化,得到了初步的结构参数。(2)通过FLAC3D对分段高度进行优化,按照每步10m的高度进行开挖,发现当分段高度达到40m时,开挖过程中采场顶板发生了拉伸破坏区域,间柱部分有贯通的剪切破坏塑性区出现,30m分段时采场处于稳定状态。不同分段高度下采场开挖形成的最小主应力均未超出岩体的抗拉强度,采场顶底板和上下盘的竖向横向位移量均处在采场安全位移的范围内,综合分析选取分段高度为30m;(3)对矿块结构参数进行优化,保持顶柱5m不变,按照间柱4m、5m、6m,矿房跨度15m、18m、21m、24m进行模拟,拟定了12种方案进行模拟,综合分析选取最优矿块结构参数为顶柱5~6m、间柱5m、矿房跨度15m。论文在现场工程地质调查、室内力学实验基础上,采用ANSYS 15.0建立了该矿段的物理模型,并通过接口将模型转换到FLAC3D5.01,对自走铁矿分段矿房法采场稳定性和结构参数进行研究优化,得到了合理的采场结构参数,为矿山设计和施工提供了理论依据和参考。
任红岗[5](2020)在《宜昌磷矿开采多因素影响分析及优化技术研究》文中进行了进一步梳理宜昌磷矿由于构造断裂和节理裂隙发育、地形结构复杂多样、矿岩破碎且稳定性差等特点,传统的采矿工艺开采后引发了一系列的地质灾害、安全隐患、环境污染等问题,主要表现为:顶板垮塌、边帮垮落灾害频发;空区塌陷、地表开裂现象不断出现;山峰崩塌、山体滑坡时有发生;采空区引起较强烈的地压活动日益频繁。大量矿井废水携带含有磷的悬浮物排入地表水体,引起水体富养化,带来严重的环境污染。为此,本文针对上述问题,通过现场调查、理论分析、室内试验、数值模拟、现场试验、综合评价等技术手段开展研究工作。(1)系统分析了宜昌地区破碎磷矿体节理裂隙、三轴压缩力学性质,建立了三轴压缩等效耦合损伤变量模型,研究不同围压作用下岩体损伤特性,揭示了破碎岩体节理裂隙、围压大小、损伤特性、力学强度相互影响关系。针对破碎岩体参数对采场稳定性的敏感性大的问题,采用正交-灰关联评价模型(OED-GRA),研究岩体参数与采场稳定性之间的影响程度,并获得Hoek-Brown准则岩体性质参数与Mohr-Coulumb准则岩体力学参数之间的关联度,避免因岩体参数取值偏差而造成采场稳定性分析结果的偏离。(2)针对宜昌地区复杂地质条件下地应力反演数据精准度差的问题,提出一种函数叠加的多元回归分析法,反演数据更贴近工程实际,避免了单一类型函数回归的拟合度差、偏离度大等问题。基于3Dmine-MIDAS-FLAC3D软件耦合建立复杂地质条件下的矿区整体模型,利用Fish编制多元函数回归方程应力加载程序,实现了对随深度非线性变化的应力加载。在复杂地形结构和应力环境下,模拟分析空场法、充填法不同推进顺序下变形及应力分布特征,揭示复杂地形下采动影响模式、覆岩移动、破坏形式等规律,优化开采方案、回采顺序。(3)基于宜昌磷矿采空区群特点,系统构建了顶板和矿柱为一体的三维空间力学模型,引入弹性力学、结构力学相关理论,推导出三种边界条件下顶板中心下沉挠度的曲线方程。综合运用突变和蠕变理论,从能量转化角度阐明采空区群系统发生突变发生机理,建立了采空区群系统突变失稳计算流程,导出了采空区群顶板蠕变微分方程,实现了对采空区群系统突变失稳规律和稳定时限的精确预测,通过实例计算和数值模拟分析,验证了其有效性。此外,全面分析了影响采空区群系统稳定性的主控因子,通过调节影响因子参数,可预测控制采空区群系统稳定性,为优化采场参数、寻找最佳充填时机、采空区群系统稳定性控制及安全隐患管理等方面提供了可靠依据。(4)针对复杂条件下采矿方案多属性决策中指标集所具有的关联度多样性、区间模糊性等特点,提出了一种新的IVIFE-SPA-TOPSIS综合评价模型。该评价模型基于区间模糊熵和集对分析理论,运用对立与统一的观点对评价集的确定性和不确定性因素进行系统分析,量化了评价集同、异、反三个角度之间的关联度,引入博弈论对权重确定方法进行了优化,兼顾了主观权重和客观权重。此外,该模型还将灰色关联理论与改进的TOPSIS模型结合起来,既能反映数据序列之间的位置逼近关系,又可反映数据序列间形态的差异关系。通过实例分析,统筹考虑采场结构参数决策因素的区间性、模糊性、不确定性,实现了评价决策的定性与定量研究相结合、统计数据与经验理论相结合、系统思维与层次结构相结合,确定了采场结构参数多属性方案的等级,求得评价指标与正理想解的贴近度,获得最优的采场参数方案。(5)为了解决在开采过程中顶板垮落、采空区垮塌、含水层破坏、水环境污染、资源回采率低等问题,提出一种双向分层条式嗣后充填采矿法,对上采、控顶、护帮、下采、充填、接顶六大工序进行改进和优化。采场回采和支护之后,采用分层级、多介质、多方式耦合充填技术,优化充填、接顶、挡墙等施工工艺,提高充填效果、效率、效益。在块石充填工艺环节,为解决充填施工耗时、耗资,且安全性差等系列问题,提出采用模袋式充填、点柱式接顶等措施,实现安全、高效、经济开采。此外,对宜昌磷矿采矿方法对含水层破坏影响分析,提出开采对水文环境影响的综合控制措施,减轻矿区环境压力,增加磷矿开采经济效益、环境效益、社会效益。
范志忠[6](2019)在《大采高综采面围岩控制的尺度效应研究》文中进行了进一步梳理针对国内大采高工作面普遍存在的煤壁片帮、漏顶、支架压垮等一系列围岩控制难题,论文选取了国内有代表性的10个不同赋存条件的大采高工作面为研究对象,采用实验室试验、数值模拟、现场观测、理论分析等手段,从围岩控制角度研究了大采高由于工作面长度、采高、煤层倾角、埋深、构造、煤岩物理力学性质等因素变化所产生的各种尺度效应。论文形成如下认识:在采高尺度上,研究得出煤体强度随采高增加呈对数曲线下降趋势,进一步分析认为煤样动载试验(SHPB)得出的峰值强度较单轴抗压强度更能准确反映现场煤体的稳定性;分别从应力变化和能量耗散角度对片帮机理进行了研究,认为煤体最大水平主应力卸荷幅度与煤壁损伤呈正相关关系;通过建立采场上方关键层挠度函数,得到了不同采高下支撑压力区应力场分布规律,量化了采高的尺度效应;通过对煤壁前方能量场进行模拟和反演,得到了不同采高煤壁损伤与能量释放幅度间的对应关系。在工作面长度尺度上,基于矿压显现的差异性,分别得出了浅埋煤层、深部开采、大倾角煤层、伪斜开采四种条件下工作面长度或倾角方向上的尺度效应;浅埋煤层方面,研究认为其工作面长度尺度效应不明显,围岩控制的关键在确保于工作面支护强度和推进速度的匹配性,将松散层载荷的传递效率定义为时间因子,实现了推进速度和工作面长度之间耦合作用的定量化分析;深部开采方面,研究认为其顶板压力随工作面长度增加呈典型的“双峰”或“多峰”分布,老顶关键层在工作面长度上表现为分区域折断特征,工作面大周期来压与瓦斯超限呈现一致性增减关系,工作面长度尺度效应较明显;大倾角开采方面,研究认为大倾角工作面存在“临界长度”,将工作面沿倾向分为充填段、易溃屈段和滑移段结构,进一步得出了大倾角工作面支护强度确定方法;伪斜开采方面,研究认为工作面存在临界伪斜角度,煤层倾角与工作面适用伪斜角呈指数曲线关系,煤层倾角越大,则适用伪斜条件的角度比例越小,工作面伪斜角度有其适用区间。对于多因素耦合围岩控制尺度效应分析方面,尝试建立了基于熵值理论的开采强度分析模型,采用属性识别法有效解决了工作面赋存条件和开采条件评价指标相邻区间的有序分割问题,实现了不同赋存条件大采高工作面开采强度的横向对比,以及工作面围岩控制的多因素耦合尺度效应分析。在采场围岩失稳尺度效应监测与预警技术方面,研究建立了支架位态识别模型,通过位态的变化反演支架灾变前的荷载特征,提出了基于支架位态识别的预警指标体系与方法,试制了预警软件和硬件系统,成功进行了现场试验。本论文的研究成果,在阳煤集团一矿的8310、8303和81303三个不同赋存条件大采高工作面回采中得到了成功应用。
张雯[7](2018)在《全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究》文中指出地下矿山大规模开采造成大面积空区和尾砂废弃物堆积,诱发地质灾害与环境破坏,严重制约我国矿产资源可持续开发利用及矿业健康发展。充填法将固体废弃物充填于地下,借以达到支撑围岩,防止地表沉陷的目的,起到保护环境和提高矿石利用率的双重作用。目前,开发低成本和高强度的充填胶凝材料,实现尾砂等固体废弃物胶结充填,解决大规模连续开采空区失稳破坏支护难题,是井下充填主攻方向,也是实现矿产资源绿色开采和可持续发展亟待研究的关键技术。本文综合采用理论分析、室内实验、数值模拟以及现场监测等手段与方法,研究全尾砂新型胶结充填材料微宏观特性,建立上向分层充填体强度模型,提出充填体、围岩与点柱协同支护理论,实现充填体与围岩、矿柱之间的相互匹配,为大规模充填开采空区安全稳定控制提供技术支持。主要研究工作和结论如下:(1)通过对不同灰砂配比、不同龄期全尾砂胶结充填材料微观结构特征和宏观力学特性进行测试,定量揭示出充填材料孔隙形态特征和不同条件下充填体强度随微观结构特征变化规律:灰砂配比降低,孔隙度增大、均一化程度降低、孔隙形状变得狭长、复杂程度增加、有序性及材料密实度减弱,充填体强度降低;龄期延长,孔隙度降低、平均孔隙面积减小、微孔隙比例增加、孔隙形状更加圆滑、复杂程度降低、定向性增强,充填体强度增大。(2)通过不同配比充填材料抗压强度实验,从宏观角度研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆浓度、灰砂配比及龄期之间的关系,并对敏感性进行了分析:充填体强度与三因素存在一定的非线性函数关系,对三者的敏感性程度为:灰砂配比>龄期>料浆浓度;构建了关于多尺度影响因素(从微观到宏观)的优于BP神经网络及多项式回归的高精度GA-SVR充填体强度预测模型;将分层充填体分为胶结层和下部尾砂充填体两部分,分别建立了胶结层和矿体倾斜阶段内尾砂充填体力学模型,推导出胶结层及下部尾砂充填体强度计算公式,可根据空区内不同的充填强度要求优化充填配比。(3)基于复变函数法,推导出上向分层充填开采空区围岩应力计算公式,揭示出充填高度变化,工作面移动空区围岩变形破坏规律;提出回采空间移动理论,应用数值模拟技术系统地分析了充填高度不断上升,单一和三联跨采场围岩变形规律及其不同的破坏形式:单一采场底板底臌量、顶板下沉量及拉应力不断减小,两帮向内鼓起量逐渐增大,空区角部区域应力集中降低,稳定性提高;三联跨空区存在“群效应”,位移先增大后减小,变形最大时刻出现在充填回采前期,最危险部位则是回采区域的中间部位,需重点关注;并提出相应的围岩稳定性控制技术:顶板支护、矿柱减跨、充填体参数设计、两帮加固、卸压开采。(4)从围岩、充填体、点柱支护机理出发,建立大尺寸空区围岩-充填体-点柱协同支护系统,理论分析与数值模拟相结合,揭示出支护单元间的交互影响规律和协同支护机理,提出上向分层充填开采空区阶段性失稳判据。围岩-充填体-点柱支护系统各支护单元间并不是简单的叠加支护,合理的设计可使各单元取长补短,实现强度、刚度及材料互补协同,改善支护系统整体性能,达到协调围岩变形、保障大规模开采空区安全稳定的目的。(5)考虑水平矿柱顶底部均受到充填体的协同作用,建立充填体中不规则水平矿柱力学分析模型,基于接触单元应用FEM进行水平矿柱安全厚度求解,获得水平矿柱厚度与第一主应力、下沉挠度之间的函数关系:水平矿柱第一主应力与下沉挠度最大值均随矿柱厚度的增加遵循幂函数递减规律;基于最大拉应力准则,确定充填开采环境下水平矿柱的安全厚度,计算结果更贴合工程实际。(6)将创新优化后的点柱式充填采矿工艺与协同控制技术应用于矿山开采实例,采用GPS监测技术与FLAC3D数值模拟软件建立了充填开采地表移动监测体系及数值预测模型,开展了大规模充填开采地表移动变形规律研究:急倾斜矿体充填开采地表变形具有非对称性,损害位置集中、损坏范围不易扩展等非连续变形特点;基于层次分析法AHP,建立了大规模充填开采地表沉陷防控技术可靠性评价体系,获得矿山充填开采可靠性评分80.3534,较可靠;提出提高地表沉陷防控技术可靠性的合理化建议:优化充填工艺及充填配比,适当提高灰砂比和料浆浓度,做到随采随充,实时对充填各参数进行监测监控。
宋德林[8](2017)在《西石门铁矿北区难采矿体崩落法安全高效开采工艺技术研究》文中进行了进一步梳理随着易采铁矿资源的大量消耗和国民经济发展对铁矿石需求量的不断增大,我国复杂难采铁矿资源逐渐投入开采规划,其中松软破碎矿体、受复杂民采空区破坏矿体、以及原开采区域的矿柱矿量,是目前投入开采的复杂难采矿体的主要组成部分,解决这三类矿体安全高效开采的工艺技术难题,对保障国内铁矿石生产的可持续发展,具有重要意义。西石门铁矿北区是具有上述三种类型难采矿体的典型矿山,存在大量的高应力破碎矿体、复杂空区矿体与矿柱矿量,由于缺少适宜的开采工艺技术,这些矿体均未得到有效开采。本文运用三律(岩体冒落规律,散体流动规律与地压活动规律)适应性理论,对这些难采矿体,分别进行了改进分段崩落法开采工艺技术的试验研究工作,优化了无底柱分段崩落法的采场结构参数、改进了回采顺序与采空区管理方式、优选了采准巷道支护技术,解决了采场地压与采空区岩移控制、以及复杂残矿精益回收等技术难题,形成了这三类难采矿体崩落法安全高效开采的实用工艺技术。论文主要进行了如下几方面研究工作:(1)在现场调研与矿岩稳定性分级的基础上,分析计算出,在矿山开采中段,矿体与顶板近矿围岩临界冒落跨度的最大值分别为16.7 m与20.2 m,据此提出了双进路齐头并退的回采方式,使回采时空适应了矿体与近矿围岩的可冒性。(2)采用达孔量法测定了矿石散体的流动参数,并据此分析了矿石散体的流动粘滞性,结合采场地压控制需要,分析确定了无底柱分段崩落法的采场结构参数,提高了缓倾斜矿体崩落法开采的矿石回采率。(3)采用现场调查统计分析与数值模拟相结合的方法,研究了采场地压活动规律,揭示了巷道持续变形、顶板冒落、两帮内收、底鼓等破坏特性的机理,提出楔形体压力作用区的新概念,优选了采准工程的支护形式,保障了三类复杂难采矿体采准工程的可靠性。(4)在以上研究的基础上,综合考虑采场结构参数、巷道布置、回采顺序、铲运设备选型、掘进支护、放矿控制、导流放出等,提出了适合矿山条件的高应力破碎矿体的强掘强支强采技术。(5)对于复杂空区矿体,评估了突水危险源和水源补给条件,制定了空区钻孔探测和疏水方案;分析了下盘损失矿量的位置、构成、形态,并给出了损失矿量的计算方法。在此基础上,从避免空区危害、减少下盘损失和降低采准工程掘支难度的角度出发,研究提出了分段诱导冒落安全高效开采方案。(6)依据临界散体柱支撑理论,采用废石充填塌陷坑的方法,提高采空区冒透地表的塌陷角,缩小了保安矿柱的范围,并根据可采矿柱条件,提出了地表用磁滑轮甩弃废石随时充填塌陷区、地下用平底堑沟诱导冒落法缩采矿柱的新方法,既保障了矿柱的保安功能,又实现了矿柱释放矿量的安全回采。本文提出的强掘强支强采技术、空区钻孔探测技术、充水空区疏干方案、矿柱缩采技术、采准工程支护技术等,已经在西石门北区得到实际应用,取得良好技术经济效果。生产实践与理论分析表明,这些按三律适应性原理研究提出的工艺技术,包括分段诱导冒落开采技术,能够高度适应北区复杂难采矿体条件,可实现破碎矿体、复杂空区矿体与矿柱矿量的安全高效开采。
李启月,刘恺,李夕兵[9](2016)在《基于协同回采的深部厚大矿体分段充填采矿法》文中提出针对预控顶分段充填法在深部开采存在的预控顶巷道掘进工序繁杂、顶板易受爆破震动影响等缺点,本文提出垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段充填采矿法(协同回采分段充填法).该方法通过改变顶板支护工序的顺序,将预控顶变为后压顶,能够有效地解决顶板围岩稳定性问题.进而对协同回采分段充填法进行优化研究:一方面,通过SURPAC到ANSYS的模型转换技术,进行采场稳定性数值分析,获得最佳的结构参数;另一方面,通过分区出矿分区支护的方式,解决两帮支护不到位和出矿效率低的问题.将该方法应用于新城金矿V#矿体开采,结果显示顶板岩移量显着减小,且各项经济技术指标均得到改善,实现了高应力条件下厚大矿体的安全高效开采.
刘东[10](2016)在《四方金矿无底柱分段崩落法崩矿步距的优化研究》文中提出陕西四方金矿八卦庙矿体1290m以上采用空场法开采,1290m以下矿床设计采用无底柱分段崩落法开采,分为1290m、1240m、1190m及1140m等中段。开采过程中企业没有按照无底柱分段崩落法采场的结构要求进行布置,在1290m和1240m两个中段采用上下进路平行布置的类似高端壁法的回采工艺;而从1190m中段以下开始又采用进路交错布置的方式,分段高度与进路间距采用17m×22m。本文作为项目中的一个子课题,主要针对1190m中段以下所采用的采场结构参数进行合理性验证,并对采场的崩矿步距参数进行优化确定,为企业提供一个合理可行、经济高效的采场结构参数方案。本文结合四方金矿实际生产情况,主要从事了以下几点研究工作:1、介绍了课题相关背景以及课题研究意义,在阅读国内外相关文献综述的基础上,针对四方金矿1190m中段以下所形成的17m×22m无底柱分段崩落法采场结构参数是否可行的问题提出了针对性的技术研究思路。2、结合矿山单位实际生产现状,通过单漏斗相似模拟放矿实验,得出放矿椭球体垂直于进路方向的短半轴b的偏心率方程1-εb2=0.1069H-0.0179和平行进路方向的短半轴c的偏心率方程1-εc2=0.3233H-0.2798,以及偏心率回归曲线;根据所得椭球体参数,对现有采场结构参数的合理性进行检验,按照大间距排列形式求得17m分段高度对应的进路间距为19m,接近现场的22m,说明现有采场结构参数基本符合大间距结构形式,现场可适当加大新掘进进路宽度以弥补进路间距略大问题的不足。3、根据矿山现有生产数据指标,结合放矿椭球体的形态参数,分别以4.0m、4.5m、5.0m及5.5m四组放矿参数做了多分段放矿模拟实验,分析实验数据发现放矿参数取值4.5m时,矿石各分段累计的回收率值都优于其他参数,回贫差值也较优于其他三组数据。依据最优的放矿步距参数4.5m,结合矿石松散系数α计算出合理的崩矿步距为3.5m。4、结合PFC数值模拟软件对4.0m、4.5m、5.0m及5.5m四组放矿步距参数优化方案进行模拟,模拟结果显示,在4.5m放矿参数下各个步距放矿时矿石损失率最大值为31%,最小值为24%,矿石贫化率最大值为15%,最小值仅为2%,回贫差值为62%,较其他参数结果发现最优的放矿步距参数为4.5m,验证了多分段放矿模拟实验结果的正确性。5、综合多分段放矿模拟实验与PFC数值模拟实验的结果,建议四方金矿在1190m中段以下采用17m×22m×3.5m(H×B×L)的采场结构参数方案。
二、深部高应力区采场结构参数优化研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、深部高应力区采场结构参数优化研究(论文提纲范文)
(1)自然崩落法矿山底部结构失稳机理及防治措施研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外文献综述 |
1.2.1 自然崩落采矿法应用现状 |
1.2.2 自然崩落法底部结构失稳机理研究现状 |
1.2.3 地压控制措施研究现状 |
1.2.4 存在的主要问题 |
1.3 论文主要研究内容、方法及技术路线 |
1.3.1 研究内容和方法 |
1.3.2 技术路线 |
1.4 本章小结 |
2 矿区工程背景及底部结构失稳发生规律研究 |
2.1 引言 |
2.2 铜矿峪矿工程背景 |
2.2.1 矿区地层 |
2.2.2 地质构造 |
2.2.3 矿体特征 |
2.2.4 采矿方法 |
2.3 矿区地应力场测试 |
2.4 岩体力学参数确定 |
2.4.1 岩石力学特性室内试验研究 |
2.4.2 基于Hoek-Brown准则的岩体力学参数计算 |
2.5 铜矿峪矿底部结构失稳发生规律研究 |
2.5.1 铜矿峪矿底部结构失稳特征 |
2.5.2 铜矿峪矿底部结构失稳发生规律 |
2.6 本章小结 |
3 自然崩落法底部结构全生命周期地压演化特征与失稳机理 |
3.1 引言 |
3.2 底部结构全生命周期受力过程力学解析 |
3.2.1 基于压力拱理论的拉底推进线前方底部结构受力解析 |
3.2.2 基于薄板理论的拉底空间下方底部结构等效模型受力解析 |
3.2.3 基于散体平衡拱理论的采场矿石对底部结构作用力解析 |
3.2.4 小结 |
3.3 底部结构全生命周期数值模型构建 |
3.3.1 模型的构建方法 |
3.3.2 模型结构参数 |
3.3.3 强度准则 |
3.3.4 边界条件与地应力施加 |
3.3.5 底部结构全生命周期数值模拟步骤 |
3.4 底部结构全生命周期力学效应 |
3.4.1 底部结构全生命周期应力演化特征 |
3.4.2 底部结构全生命周期位移演化特征 |
3.5 底部结构全生命周期失稳机理分析 |
3.5.1 拉底推进线前方底部结构失稳机理 |
3.5.2 拉底空间下方底部结构失稳机理 |
3.5.3 底部结构全生命周期反复失稳机理 |
3.6 本章小结 |
4 自然崩落法主副层联合开采底部结构失稳机理 |
4.1 引言 |
4.2 主副层联合开采数值模型构建 |
4.2.1 模型结构参数 |
4.2.2 主副层联合开采数值模拟步骤 |
4.3 主层开采扰动下副层底部结构力学效应 |
4.3.1 主层开采扰动下副层底部结构应力演化特征 |
4.3.2 主层开采扰动下副层底部结构位移演化特征 |
4.4 主副层联合开采底部结构失稳机理 |
4.4.1 副层拉底推进线前方底部结构地压显现加剧机理 |
4.4.2 副层拉底空间下方底部结构地压演化机理 |
4.5 本章小结 |
5 自然崩落法拉底不良诱发底部结构失稳机理 |
5.1 引言 |
5.2 拉底不良采场数值模型构建 |
5.2.1 模型结构参数 |
5.2.2 数值模拟步骤 |
5.3 残留矿柱扰动下底部结构力学效应 |
5.3.1 残留矿柱扰动下底部结构应力演化特征 |
5.3.2 残留矿柱扰动下底部结构位移演化特征 |
5.4 拉底不良诱发底部结构失稳机理 |
5.4.1 残留矿柱下方桃型矿柱失稳机理 |
5.4.2 残留矿柱下方出矿水平失稳机理 |
5.4.3 残留矿柱下方底部结构整体失稳机理 |
5.5 本章小结 |
6 自然崩落法底部结构失稳防治措施研究 |
6.1 引言 |
6.2 基于微震监测系统的底部结构失稳防治技术研究 |
6.2.1 微震监测系统工作原理 |
6.2.2 铜矿峪矿微震监测系统作用 |
6.2.3 铜矿峪矿微震监测区域与传感器的布设 |
6.2.4 铜矿峪矿微震传感器网络定位精度检验 |
6.2.5 铜矿峪矿微震监测系统方案的确定 |
6.3 底部结构支护与加固措施研究 |
6.3.1 支护与加固措施的提出 |
6.3.2 支护与加固效果数值分析 |
6.3.3 支护与加固现场应用效果检验 |
6.4 主副层联合开采底部结构失稳防治措施研究 |
6.4.1 主副层联合开采底部结构失稳防治措施提出 |
6.4.2 副层预拉底方式底部结构稳定性分析 |
6.5 拉底不良诱发底部结构失稳防治措施研究 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)某铅锌矿深部急倾斜采场结构参数及顶板控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 采场结构参数研究现状 |
1.2.2 顶板冒落机理研究现状 |
1.2.3 顶板局部冒落控制方法研究现状 |
1.3 论文研究思路和技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2 Lagrange有限差分法计算原理 |
2.1 Lagrange有限差分法基础 |
2.2 快速拉格朗日差分分析软件 |
2.3 FLAC3D求解步骤与计算流程 |
2.3.1 求解步骤 |
2.3.2 FLAC3D数值分析流程 |
2.4 本章小结 |
3 矿山地质及岩体力学参数反演 |
3.1 矿区地形及气温 |
3.2 矿区地质 |
3.2.1 地层特征 |
3.2.2 地质构造与地震活动 |
3.3 矿床地质 |
3.4 矿山工程地质 |
3.4.1 工程岩组及其岩性 |
3.4.2 工程地质特征 |
3.5 矿山水文地质 |
3.6 岩体物理力学参数反演 |
3.6.1 岩石物理力学参数确定 |
3.6.2 岩体物理力学正交数值模拟反演 |
3.6.3 参数检验 |
3.7 本章小结 |
4 深部急倾斜采场的结构参数研究 |
4.1 研究方案选择 |
4.2 采场结构参数的正交试验方案 |
4.2.1 参数范围及建模 |
4.2.2 试验方案 |
4.3 多指标综合评价模型 |
4.3.1 评价指标 |
4.3.2 指标权重 |
4.3.3 指标满意度 |
4.3.4 多指标综合满意度 |
4.4 正交数值模拟试验结果分析 |
4.4.1 正交试验结果 |
4.4.2 直观分析 |
4.4.3 回归分析 |
4.5 采场结构参数的数值模拟评价 |
4.6 本章小结 |
5 急倾斜采场顶板局部冒落控制研究 |
5.1 顶板冒落的力学机理分析 |
5.2 沿顶板倾斜方向的锚杆条网带支护间距理论探索 |
5.3 沿顶板倾斜方向的锚杆条网带支护间距数值模拟设计 |
5.3.1 未支护顶板的受力分析 |
5.3.2 树脂大锚杆不同条网带支护间距的护顶效果探讨 |
5.3.3 树脂大锚杆条网带支护间距优化 |
5.3.4 小树脂锚杆支护的条网带间距数值模拟设计 |
5.4 现场试验 |
5.4.1 预应力锚杆条网带安装工艺 |
5.4.2 现场应用效果评价 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
附录2 攻读硕士学位期间参与科研项目 |
附录3 攻读硕士学位期间参与竞赛获奖 |
附录4 指标权重赋值专家打分表 |
致谢 |
(3)高山河谷区条带充填分区协同开采及围岩稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及概况 |
1.2.1 高山河谷区地应力场分布特征研究 |
1.2.2 条带充填开采技术优化 |
1.2.3 非均布荷载采场顶板变形分析 |
1.2.4 条带矿柱承载及变形特征研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第2章 条带充填分区协同开采及充填体配比试验 |
2.1 工程地质概况 |
2.2 条带充填分区协同开采技术 |
2.2.1 晒旗河矿区开采现状 |
2.2.2 充填开采技术现状 |
2.2.3 条带充填法分区协同开采技术 |
2.3 充填体强度配比试验 |
2.3.1 充填体试样制备 |
2.3.2 单轴压缩试验过程 |
2.3.3 单轴压缩试验结果 |
2.4 充填体试样力学特征分析 |
2.4.1 充填体强度特征分析 |
2.4.2 充填体压缩变形特征分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 高山河谷区采空区顶板变形及稳定性分析 |
3.1 采区顶板稳定性影响因素分析 |
3.2 一步骤开采阶段条带顶板变形解析 |
3.2.1 条带顶板固支梁力学模型简化 |
3.2.2 条带顶板变形挠度方程求解 |
3.3 二步骤开采阶段采区顶板变形解析 |
3.3.1 “顶板-充填体”力学模型构建 |
3.3.2 采区顶板变形挠度方程求解 |
3.4 晒旗河矿区采场顶板稳定性分析 |
3.4.1 采区顶板稳定临界条件 |
3.4.2 采场结构参数及充填模式的确定 |
3.5 本章小结 |
第4章 高山河谷区采场矿柱承载特征及充填模式优化 |
4.1 采场矿柱稳定性影响因素分析 |
4.2 数值模型的建立 |
4.2.1 数值模拟方法 |
4.2.2 地质模型概化 |
4.2.3 边界条件设定 |
4.2.4 模型参数的确定 |
4.3 采区间回采顺序优选 |
4.4 高山河谷区采场矿柱稳定性分析 |
4.4.1 采场矿柱压力承载特征 |
4.4.2 采场矿柱压缩变形特征 |
4.4.3 采场矿柱塑性区破坏特征 |
4.5 分区采场内充填模式的优化 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于物理相似试验的条带充填分区开采有效性验证 |
5.1 物理相似模型的构建 |
5.1.1 相似模型试验平台 |
5.1.2 相似条件的确定 |
5.1.3 相似材料强度匹配 |
5.1.4 相似模型浇注及监测点布置 |
5.2 采场顶板变形及其演化规律 |
5.3 采场矿柱压力承载特征 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
附录2 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
致谢 |
(4)自走铁矿分段矿房法开采工艺与采场结构参数研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的来源及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 分段矿房法的研究应用现状 |
1.2.2 采场结构参数优化方法的研究应用现状 |
1.2.3 数值分析在采场结构参数优化中的研究应用现状 |
1.3 主要存在问题 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 矿区地质与开采概况 |
2.1 概述 |
2.2 矿区地质及矿床地质 |
2.2.1 矿区地质 |
2.2.2 矿床地质 |
2.2.3 矿石质量及类型 |
2.3 矿区水文地质条件及环境地质 |
2.3.1 矿区水文地质 |
2.3.2 环境地质 |
2.4 矿山开采概况 |
2.4.1 开拓系统 |
2.4.2 原有采矿方法及主要存在问题 |
2.4.3 采矿方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 自走铁矿1480M以下岩体质量评价 |
3.1 岩体结构面调查 |
3.1.1 岩体结构面调查的意义 |
3.1.2 岩体结构面调查 |
3.2 室内岩体力学试验 |
3.2.1 试验目的 |
3.2.2 试件的采取、制备 |
3.2.3 试验内容及方法 |
3.2.4 岩石力学试验结果 |
3.3 矿岩质量评价 |
3.3.1 按岩石质量指标(RQD)分类 |
3.3.2 普氏分级法 |
3.3.3 RMR岩体质量分级法 |
3.3.4 Q系统岩体质量分级 |
3.3.5 岩土规范法岩体质量分级 |
3.3.6 岩体质量分级综合确定 |
3.4 岩体力学参数的确定 |
3.5 本章小结 |
第四章 分段矿房法开采工艺和采场结构参数 |
4.1 方法特点 |
4.2 适用条件 |
4.3 矿块布置和结构参数 |
4.4 采准切割 |
4.5 回采工作 |
4.6 分段矿房法采场结构参数 |
4.6.1 顶板极限跨度的确定 |
4.6.2 等价圆面积计算 |
4.6.3 采场Mathews稳定性分析 |
4.6.4 顶柱厚度计算 |
4.7 本章小结 |
第五章 分段矿房法分段高度的确定 |
5.1 前言 |
5.2 FLAC~(3D)软件概述 |
5.2.1 FLAC~(3D)本构模型及计算模式 |
5.2.2 FLAC~(3D)的求解方法 |
5.2.3 FLAC~(3D)的屈服准则 |
5.3 自走铁矿1480中段开挖模拟 |
5.3.1 模型尺寸及网格划分 |
5.3.2 边界条件设定 |
5.3.3 本构模型的选择与材料参数的赋值 |
5.3.4 地应力场及初始应力场的生成 |
5.4 数值模拟计算过程与分析 |
5.4.1 模拟计算过程 |
5.4.2 模拟计算分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 矿房跨度、顶柱、间柱参数优化 |
6.1 引言 |
6.2 数值模拟计算过程与分析 |
6.2.1 模拟计算过程 |
6.2.2 模拟计算分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:攻读硕士学位期间发表论文、参与科研项目及获奖情况 |
附图 |
(5)宜昌磷矿开采多因素影响分析及优化技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 课题来源和选题意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 选题意义 |
1.2 国内外研究现状与综述 |
1.2.1 岩体参数特性研究现状 |
1.2.2 初始地应力分布规律研究现状 |
1.2.3 采场稳定性分析及控制研究现状 |
1.2.4 采场支护与充填技术研究现状 |
1.2.5 采场结构参数综合评价理论研究现状 |
1.3 论文主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究技术路线 |
2 宜昌磷矿力学损伤特性及参数敏感性分析 |
2.1 破碎岩体特征调查与分析 |
2.1.1 节理裂隙测绘调查理论与方法 |
2.1.2 结构面测绘调查与分析 |
2.2 破碎岩体力学试验及特性研究 |
2.2.1 破碎岩体力学试验 |
2.2.2 破碎岩石力学特性 |
2.3 岩体损伤特性分析 |
2.3.1 岩体耦合损伤变量 |
2.3.2 岩体损伤规律特性 |
2.4 破碎岩体参数对采场稳定性敏感性分析 |
2.4.1 敏感性OED-GRA评价模型 |
2.4.2 不同强度准则的岩体参数变换 |
2.4.3 基于OED-GRA评价模型的岩体参数敏感性分析 |
2.4.4 岩体参数对采场稳定性敏感性特征研究 |
2.5 本章小结 |
3 复杂地质地形条件下地应力分布规律及影响分析 |
3.1 断层构造对地应力场的影响 |
3.1.1 断层构造与主应力场关系 |
3.1.2 断层发生前后应力变化关系分析 |
3.2 复杂地形条件下地应力多元函数回归 |
3.2.1 函数叠加多元回归分析原理 |
3.2.2 地应力分布规律及数据分析 |
3.2.3 地应力多元函数回归应用 |
3.2.4 复杂地形下三维应力场反演分析 |
3.3 复杂地形条件下采动影响规律分析 |
3.3.1 地形地层数值模型建立 |
3.3.2 顺逆坡采动影响模式分析 |
3.4 本章小结 |
4 宜昌磷矿采空区群系统突变蠕变失稳机理研究 |
4.1 采空区群顶板-矿柱系统力学模型 |
4.1.1 力学模型构建 |
4.1.2 挠度曲线方程 |
4.2 采空区群系统突变及失稳机制 |
4.2.1 突变理论分析 |
4.2.2 采空区群系统势函数构建 |
4.2.3 采空区群系统突变失稳分析 |
4.2.4 采空区群系统蠕变失稳分析 |
4.3 采空区群系统失稳影响因素分析 |
4.3.1 影响因子对顶板下沉位移影响 |
4.3.2 影响因子对临界点的影响 |
4.4 本章小结 |
5 多因素影响下采场参数IVIFE-SPA-TOPSIS综合优选 |
5.1 构建IVIFE-SPA-TOPSIS评价模型 |
5.1.1 区间直觉模糊熵(IVIFE) |
5.1.2 集对分析理论(SPA) |
5.1.3 IVIFE-SPA-TOPSIS模型 |
5.2 博弈论的指标权重确定模型 |
5.2.1 主观法确定指标权重 |
5.2.2 客观法确定指标权重 |
5.2.3 博弈论确定指标综合权重 |
5.3 采场参数综合评价 |
5.3.1 采场参数方案 |
5.3.2 制定评价指标 |
5.3.3 量化定性指标 |
5.3.4 确定方案等级 |
5.3.5 各指标多属性权重 |
5.3.6 区间直觉模糊多属性决策 |
5.3.7 评价模型优越性分析 |
5.4 本章小结 |
6 多因素影响下宜昌磷矿开采优化技术研究 |
6.1 宜昌磷矿区域地质地形特征 |
6.1.1 宜昌区域地质构造特征 |
6.1.2 磷矿区水文地质环境分析 |
6.1.3 宜昌磷矿区域地形地貌 |
6.2 磷矿采场围岩破坏形式及影响特征 |
6.2.1 矩形采场围岩破坏力学模型 |
6.2.2 宜昌磷矿采场围岩破坏形式 |
6.2.3 开采对含水层破坏及影响 |
6.3 宜昌磷矿开采优化技术研究 |
6.3.1 双向分层条式嗣后充填采矿法 |
6.3.2 预控顶护帮综合技术研究 |
6.3.3 多介质耦合充填技术工艺 |
6.3.4 开采对水文环境影响的控制措施 |
6.4 采场结构参数优化的数值模拟研究 |
6.4.1 采场结构参数研究 |
6.4.2 采场开采顺序分析 |
6.4.3 耦合充填技术模拟分析 |
6.4.4 充填接顶方式模拟优化 |
6.5 本章小结 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)大采高综采面围岩控制的尺度效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 大采高工作面尺度效应问题的提出 |
1.2 国内外研究现状与技术水平 |
1.2.1 煤岩强度的“尺寸效应”理论 |
1.2.2 大采高工作面覆岩结构及移动规律 |
1.2.3 大采高综采矿压显现规律 |
1.2.4 大采高煤壁片帮机理及支架-围岩关系 |
1.2.5 极限开采强度理论 |
1.2.6 工作面顶板监测及预警技术 |
1.3 大采高高强度综采亟待解决的关键问题 |
1.4 研究内容与方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 技术路线 |
2 大采高综采煤壁片帮机理与采高尺度效应 |
2.1 动静载作用下的煤样尺寸效应研究 |
2.1.1 煤岩体强度的尺寸效应 |
2.1.2 煤样的尺寸-强度效应 |
2.1.3 煤样静动载作用下的力学响应 |
2.2 工作面开采煤壁卸荷的尺度效应研究 |
2.2.1 脆性煤体开采卸荷特性 |
2.2.2 高应力煤体卸荷损伤特征 |
2.2.3 大采高煤壁卸荷裂纹扩容和发展过程 |
2.2.4 卸荷片帮体特征及块度分布 |
2.3 煤壁大面积失稳与能量耗散机理研究 |
2.3.1 煤壁前方能量聚集和转移机理 |
2.3.2 煤壁损伤能量耗散机制数值分析 |
2.3.3 脆性煤体大采高煤壁变形监测及片帮判识 |
2.4 小结 |
3 大采高综采矿压显现特征与工作面长度尺度效应 |
3.1 浅埋煤层工作面长度的尺度效应 |
3.1.1 浅埋松散层变形力学特性 |
3.1.2 松散层载荷传递效应分析 |
3.1.3 浅埋煤层工作面矿压显现特征 |
3.2 深部开采工作面长度的尺度效应 |
3.2.1 深井开采三边固支板模型 |
3.2.2 工作面倾向方向尺度效应研究 |
3.2.3 深井超长工作面顶板断裂特征与矿压特征 |
3.3 大倾角煤层工作面长度的尺度效应 |
3.3.1 大倾角厚煤层工作面顶板垮落特征 |
3.3.2 大倾角工作面顶板结构模型 |
3.3.3 大倾角开采工作面倾向长度的临界效应 |
3.4 大倾角伪斜开采的尺度效应 |
3.4.1 伪斜开采围岩失稳特征 |
3.4.2 伪斜开采工作面设备上窜下滑机理 |
3.4.3 工作面伪斜角度的尺度效应 |
3.5 小结 |
4 多因素耦合条件下围岩控制尺度效应分析方法 |
4.1 多因素耦合作用下开采强度分析的必要性 |
4.2 大采高工作面多因素耦合开采强度分析方法 |
4.2.1 开采强度评价方法 |
4.2.2 基于熵权属性识别法开采强度分析模型 |
4.2.3 工作面开采强度样本库建立 |
4.2.4 极限开采强度及参数确定 |
4.3 国内大采高矿井开采强度评价 |
4.4 小结 |
5 大采高综采围岩失稳尺度效应监测与预警技术 |
5.1 综采面顶板灾害监测技术 |
5.1.1 高强度开采顶板事故特征 |
5.1.2 常规工作面矿压监测技术 |
5.1.3 特殊条件下矿压显现 |
5.2 综采支架位态分析模型 |
5.2.1 支架极端位态受力分析 |
5.2.2 支架位态模型分析 |
5.2.3 预警指标分析 |
5.3 工作面顶板灾害预警技术研究 |
5.3.1 顶板灾害预警指标体系 |
5.3.2 顶板灾害预警系统试制 |
5.3.3 实例分析及应用 |
5.4 小结 |
6 极复杂煤层围岩控制尺度效应现场应用 |
6.1 工作面开采条件 |
6.1.1 工作面赋存条件 |
6.1.2 工作面顶底板条件 |
6.1.3 大采高工作面设备配套 |
6.2 围岩控制主控因素分析 |
6.2.1 煤层及顶板结构分析 |
6.2.2 煤层倾角 |
6.2.3 地质构造 |
6.3 多因素耦合作用下尺度效应分析 |
6.3.1 大采高工作面推进速度分析 |
6.3.2 大采高工作面片帮冒顶 |
6.3.3 大采高工作面矿压显现特征 |
6.3.4 顶板及覆岩垮落结构特征分析 |
6.3.5 瓦斯不均衡涌出分析 |
6.3.6 大采高综采开采强度评价 |
6.4 小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(7)全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 充填采矿技术发展趋势 |
1.2.2 胶结充填材料研究现状 |
1.2.3 充填体力学特性研究进展 |
1.2.4 充填体力学作用机理研究 |
1.2.5 采空区稳定性分析及支护技术发展概况 |
1.2.6 充填开采地表沉陷规律及预测 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方法与技术路线 |
2 全尾砂胶结充填材料微观结构与宏观力学特性测试与分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料、仪器设备及试块制备 |
2.2.1 尾砂 |
2.2.2 胶固粉 |
2.2.3 仪器设备 |
2.2.4 试块制备 |
2.3 胶固粉尾砂胶结充填体性能测试与对比分析 |
2.3.1 尾砂胶结充填体强度对比实验 |
2.3.2 实验结果与分析 |
2.3.3 充填成本对比分析 |
2.4 胶固粉尾砂胶结充填体胶结效果对比 |
2.4.1 不同粒度尾砂胶固粉充填体强度实验 |
2.4.2 实验结果与分析 |
2.5 全尾砂胶结充填材料微宏观特性测试与分析 |
2.5.1 全尾砂胶结充填体力学实验 |
2.5.2 全尾砂胶结充填材料微观实验 |
2.5.3 定量分析系统 |
2.5.4 实验结果与分析 |
2.6 本章小结 |
3 全尾砂胶结充填体强度预测模型及配比优化设计 |
3.1 引言 |
3.2 全尾砂胶结充填体强度实验与分析 |
3.2.1 不同配比全尾砂胶结充填体强度测试 |
3.2.2 全尾砂胶结充填体强度影响因素分析 |
3.2.3 强度影响因素显着性与敏感性分析 |
3.3 基于GA-SVR的充填体强度预测模型 |
3.3.1 支持向量回归机(SVR) |
3.3.2 遗传算法(GA) |
3.3.3 遗传算法应用于SVR参数优化 |
3.3.4 基于遗传算法的SVR参数优化模型构建 |
3.3.5 预测结果与对比分析 |
3.4 分层充填充填体强度设计 |
3.4.1 充填体强度设计概述 |
3.4.2 胶结层充填体强度设计 |
3.4.3 阶段内分层充填体强度设计 |
3.5 全尾砂胶结充填配比优化 |
3.5.1 实验采场工程概况 |
3.5.2 胶结层强度设计 |
3.5.3 下部尾砂充填体强度设计 |
3.5.4 全尾砂胶结充填体配比优化 |
3.6 本章小结 |
4 分层充填开采围岩-充填体协调变形破坏规律 |
4.1 引言 |
4.2 矩形空区围岩应力分析 |
4.2.1 矩形空区力学模型 |
4.2.2 矩形空区围岩应力的弹性解 |
4.3 分层充填开采围岩力学解析 |
4.4 围岩-充填体协调变形规律数值模拟 |
4.4.1 单采场充填开采围岩变形规律分析 |
4.4.2 多采场充填开采围岩变形规律分析 |
4.5 分层充填开采围岩稳定性控制 |
4.5.1 围岩稳定性影响因素 |
4.5.2 围岩稳定性控制技术 |
4.6 本章小结 |
5 围岩-充填体-点柱协同支护理论体系 |
5.1 引言 |
5.2 支护单元作用机理 |
5.2.1 围岩 |
5.2.2 点柱 |
5.2.3 充填体 |
5.3 围岩-充填体-点柱协同支护理论 |
5.3.1 协同支护理论的提出 |
5.3.2 协同支护基本原理 |
5.4 点柱式上向分层充填法协同支护系统稳定机制 |
5.4.1 点柱式充填法协同支护系统 |
5.4.2 围岩-点柱协同支护系统稳定机制 |
5.4.3 围岩-充填体-点柱协同支护系统稳定机制 |
5.5 围岩-充填体-点柱协同支护机理数值模拟分析 |
5.5.1 围岩-点柱协同支护 |
5.5.2 围岩-充填体-点柱协同支护 |
5.5.3 围岩-充填体-点柱三者协同支护机理 |
5.6 本章小结 |
6 上下充填体协同作用下水平矿柱安全厚度优化 |
6.1 引言 |
6.2 充填体协同作用下水平矿柱有限元分析 |
6.2.1 充填体协同作用下水平矿柱力学模型 |
6.2.2 水平矿柱及充填体分析单元的选择 |
6.2.3 基于Mindlin中厚板理论的有限元分析 |
6.3 工程背景概述 |
6.3.1 工程地质概况 |
6.3.2 水文地质概况 |
6.3.3 原岩应力 |
6.4 水平矿柱安全厚度优化 |
6.4.1 矿山水平矿柱留设形态调查 |
6.4.2 上中段充填体荷载计算 |
6.4.3 有限元模拟结果分析 |
6.4.4 水平矿柱安全厚度确定 |
6.5 充填体中水平矿柱稳定性分析 |
6.5.1 水平矿柱安全厚度校验 |
6.5.2 水平矿柱FLAC~(3D)计算模型 |
6.5.3 水平矿柱稳定性分析 |
6.6 本章小结 |
7 大规模全尾砂胶结充填开采工程应用与评价 |
7.1 引言 |
7.2 大规模充填开采地表沉陷防控技术 |
7.3 充填开采地表沉陷GPS监测 |
7.3.1 GPS监测系统 |
7.3.2 地表沉陷监测 |
7.3.3 监测数据处理及分析 |
7.4 充填开采地表沉陷预测与分析 |
7.4.1 充填开采地表沉陷模拟预测方案 |
7.4.2 充填开采地表沉陷模拟预测分析 |
7.4.3 充填开采地表沉陷实测与预测对比 |
7.5 充填开采地表沉陷防控技术可靠性评价 |
7.5.1 可靠性影响因素分析 |
7.5.2 可靠性评价体系 |
7.5.3 评价标准的确定 |
7.5.4 评价指标体系权重 |
7.5.5 综合评定标准 |
7.5.6 充填开采可靠性评价结果 |
7.6 本章小结 |
8 结论及展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间发表的学术论文和参加的科研项目 |
1、攻读博士期间发表的学术论文 |
2、攻读博士期间参加的主要科研项目 |
3、攻读博士期间取得的其他成果 |
(8)西石门铁矿北区难采矿体崩落法安全高效开采工艺技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 需要解决的关键技术问题 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 难采矿体开采技术研究现状 |
1.3.2 三律适应性高效开采理论及应用现状 |
1.3.3 采动岩移控制技术研究现状 |
1.3.4 软破围岩巷道支护理论与技术研究现状 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 西石门铁矿地质概况与生产问题 |
2.1 矿区自然地理 |
2.2 矿床地质特征 |
2.3 生产概况 |
2.4 采矿方法 |
2.5 北采区开采情况及遇到的问题 |
第三章 矿山三律特性研究 |
3.1 岩石力学参数测定 |
3.1.1 矿岩点荷载强度的测定 |
3.1.2 矿岩结构面调查 |
3.1.3 岩体基本质量指标计算与稳定性分级 |
3.1.4 基于Hoek-Brown准则的岩体强度参数估算 |
3.2 矿岩可冒性分析 |
3.3 矿石散体流动参数测定 |
3.3.1 实验材料制备与实验模型 |
3.3.2 实验结果 |
3.3.3 实验放出体形态 |
3.3.4 散体流动参数计算 |
3.3.5 散体流动特性分析 |
3.4 地压显现调查及活动规律分析 |
3.4.1 地压显现调查 |
3.4.2 地压显现形式及规律分析 |
3.4.3 地压显现原因及力学状态分析 |
3.4.4 底板和两帮围岩强度差异对破坏模式影响分析 |
3.5 小结 |
第四章 难采矿体开采工艺技术研究 |
4.1 矿柱矿量缩采技术 |
4.1.1 矿体开采条件 |
4.1.2 需要解决的开采技术问题 |
4.1.3 斜井保安矿柱合理尺寸研究 |
4.1.4 开采技术思想和方案 |
4.1.5 矿柱矿量开采安全性模拟验证 |
4.2 高应力破碎矿体强掘强支强采技术 |
4.2.1 矿体开采条件 |
4.2.2 开采技术难题分析 |
4.2.3 采场结构参数及回采顺序 |
4.2.4 超前锚杆预支护 |
4.2.5 掘进爆破 |
4.2.6 快速支护技术 |
4.2.7 落矿和回采 |
4.2.8 损失贫化控制 |
4.2.9 地压管理 |
4.3 复杂空区破坏矿体分段诱导冒落开采方案 |
4.3.1 矿体开采条件 |
4.3.2 开采过程中技术难题分析 |
4.3.3 矿床突水危害防治 |
4.3.4 空区冒落危害及防治 |
4.3.5 垂直进路无底柱分段崩落法下盘残留矿量研究 |
4.3.6 分段诱导冒落开采方案 |
4.4 小结 |
第五章 采准巷道掘支技术优化 |
5.1 矿山现用支护方式 |
5.2 原掘支存在问题分析 |
5.2.1 支护方式随机选择 |
5.2.2 对冒落机理认识不足 |
5.2.3 施工组织不合理 |
5.2.4 爆破问题 |
5.2.5 拱架支护下中深孔施工问题 |
5.2.6 锚网喷支护参数不适应 |
5.3 巷道掘支措施改进研究 |
5.3.1 软破矿岩掘支改进 |
5.3.2 高应力区域地压控制 |
5.3.3 大规模冒落部位掘支措施 |
5.3.4 粉矿固结体围岩巷道掘支技术 |
5.3.5 楔块冒落部位支护 |
5.3.6 拱架支护部位“T”型巷道开口 |
5.3.7 出矿口加强支护 |
5.4 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
6.3 主要创新点 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论着、获奖情况及发明专利 |
(9)基于协同回采的深部厚大矿体分段充填采矿法(论文提纲范文)
1 协同回采分段充填法 |
1.1 协同回采分段充填法的技术思想 |
1.2 协同回采分段充填法主要施工步骤及优化研究 |
2 工程应用 |
2.1 工程背景 |
2.2 采场结构参数确定 |
2.2.1 分段高度优化 |
2.2.2 采场跨度优化 |
2.3 采场两帮围岩控制方式及出矿方案 |
3 工业试验 |
4 结论 |
(10)四方金矿无底柱分段崩落法崩矿步距的优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 选题意义及研究技术内容 |
1.2.1 选题意义 |
1.2.2 研究内容 |
1.2.3 技术路线 |
1.3 国内外无底柱分段崩落法发展现状 |
1.3.1 国内外无底柱分段崩落法发展现状 |
1.3.2 采场结构参数发展现状 |
1.3.3 高应力条件下无底柱分段崩落法的应用 |
1.4 国内外放矿理论与放矿方法研究发展现状 |
1.4.1 国内外放矿理论发展现状 |
1.4.2 崩落法放矿理论的移动过渡方程 |
1.4.3 椭球体放矿理论 |
1.4.4 类椭球体放矿理论 |
1.4.5 随机介质放矿理论 |
1.4.6 国内外放矿方法研究现状 |
1.5 本章小结 |
第二章 矿山地质及开采条件概况 |
2.1 工程概况 |
2.2 矿山地质 |
2.2.1 矿床地质 |
2.2.2 矿体特征 |
2.2.3 工程地质条件 |
2.2.4 水文地质条件 |
2.3 矿山生产现状 |
2.3.1 开拓系统 |
2.3.2 采矿方法 |
2.3.3 塌陷(空)区范围 |
2.4 对现有开采工艺及结构参数的评价 |
2.4.1 现有开采工艺及结构参数介绍 |
2.4.2 现有开采工艺及结构参数的评价 |
2.5 本章小结 |
第三章 单漏斗放矿试验 |
3.1 引言 |
3.2 实验类型 |
3.3 实验主要仪器 |
3.4 实验模型的建立 |
3.5 实验材料的选取 |
3.6 试验过程 |
3.7 数据分析 |
3.8 现有结构参数的合理性验证 |
3.9 本章小结 |
第四章 多进路放矿实验崩矿步距参数的优化 |
4.1 引言 |
4.2 实验方案 |
4.3 实验模型的建立 |
4.4 材料选取 |
4.5 实验数据 |
4.6 实验过程 |
4.7 数据分析 |
4.8 本章小结 |
第五章 基于PFC数值模拟的崩矿步距参数优化 |
5.1 离散单元法基本原理 |
5.2 PFC软件介绍及基本假设 |
5.2.1 PFC软件介绍 |
5.2.2 基本假设 |
5.3 PFC数值模拟 |
5.3.1 PFC~(2D)数值模拟程序的设计 |
5.3.2 PFC~(2D)模拟出矿方式模型的建立 |
5.3.3 PFC~(2D)数值模拟出矿方式程序的运行 |
5.3.4 PFC~(2D)数值模拟结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 硕士期间发表论文 |
四、深部高应力区采场结构参数优化研究(论文参考文献)
- [1]自然崩落法矿山底部结构失稳机理及防治措施研究[D]. 夏志远. 北京科技大学, 2021(02)
- [2]某铅锌矿深部急倾斜采场结构参数及顶板控制研究[D]. 叶浩然. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [3]高山河谷区条带充填分区协同开采及围岩稳定性研究[D]. 李鹏程. 武汉科技大学, 2020(01)
- [4]自走铁矿分段矿房法开采工艺与采场结构参数研究[D]. 侯廷凯. 昆明理工大学, 2020(05)
- [5]宜昌磷矿开采多因素影响分析及优化技术研究[D]. 任红岗. 北京科技大学, 2020(06)
- [6]大采高综采面围岩控制的尺度效应研究[D]. 范志忠. 中国矿业大学(北京), 2019(12)
- [7]全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究[D]. 张雯. 西安建筑科技大学, 2018(06)
- [8]西石门铁矿北区难采矿体崩落法安全高效开采工艺技术研究[D]. 宋德林. 东北大学, 2017(01)
- [9]基于协同回采的深部厚大矿体分段充填采矿法[J]. 李启月,刘恺,李夕兵. 工程科学学报, 2016(11)
- [10]四方金矿无底柱分段崩落法崩矿步距的优化研究[D]. 刘东. 西安建筑科技大学, 2016(05)