缓倾斜采空区稳定性分析及处理方案

论文摘要

地下开采形成的采空区常以冒顶、片帮、岩爆、岩层错动、冲击地压、地面塌陷等形式危害矿山的安全生产。因此,采空区稳定性分析及空区处理方法研究显得非常重要。本文以福建马坑铁矿股份有限公司一期开采过程中采用留矿全面法所形成的大量未处理的采空区为研究背景,在对国内外有关采空区稳定性分析方法及采空区处理方法研究文献归纳总结的基础上,对其稳定性进行了系统、深入研究,主要研究内容如下:1、开采现状及开采沿革调查。2、采空区资料收集与分析,根据采空区现场调查和现场技术部门提供的采空区的资料,对中矿段采空区群的分布状况、几何参数、空间形态进行整理分析。3、岩石物理力学参数测定,通过岩石室内试验,对岩石抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、密度、内聚力、内摩擦角等岩石力学参数进行测定。4、采空区稳定性理论分析,应用层次分析法、模糊数学法、极限平衡法和空区坍塌阻塞法对采空区稳定性进行理论分析。5、采空区稳定性数值模拟分析,采用有限元ANSYS软件进行采空区建模,利用有限差分FLAC3D软件对采空区稳定性进行数值模拟分析。6、采空区处理方案,根据稳定性分析结果和矿山现场实际情况,采用合理的空区处理方案处理采空区。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 国内外研究现状及存在问题
• 1.3.1 采空区稳定性监测技术研究现状
• 1.3.2 采空区稳定性分析评价研究现状
• 1.3.3 采空区处理方法研究现状
• 1.3.4 存在问题
• 1.4 研究内容、研究方法、技术路线
• 第二章 工程概况
• 2.1 矿区地质概况
• 2.1.1 矿区地形地貌特征
• 2.1.2 地层
• 2.1.3 水文地质条件
• 2.2 矿山的开采现状与采矿方法
• 2.2.1 矿山的开采方法
• 2.2.2 矿山的开采现状
• 2.2.3 采空区概况
• 第三章 岩石物理力学参数测试
• 3.1 试验的目的和意义
• 3.2 岩石物理力学性质试验研究
• 3.2.1 岩样选取及编号
• 3.2.2 试验内容
• 3.2.3 试验结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 采空区稳定性理论分析
• 4.1 层次分析法
• 4.1.1 指标集筛选
• 4.1.2 权重集确定
• 4.1.3 分析结论
• 4.2 模糊数学法
• 4.2.1 评价模型及评级步骤
• 4.2.2 采空区危险度分析
• 4.3 极限平衡法
• 4.3.1 模型建立与计算
• 4.3.2 稳定性计算结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 采空区稳定性数值模拟分析
• 5.1 FLAC3D 软件基本原理及特点
• 5.2 模型建立
• 5.3 计算参数选取
• 5.4 岩体屈服准则
• 5.5 数值计算分析
• 5.5.1 主应力分布规律
• 5.5.2 正应力分布规律
• 5.5.3 剪应力分布规律
• 5.5.4 围岩塑性区分布
• 5.5.5 空区安全度
• 5.6 本章小结
• 第六章 空区处理方案
• 6.1 空区处理方法选择
• 6.2 空区处理方法
• 6.2.1 废石充填空区方案
• 6.2.2 密封空区方案
• 6.2.3 局部强制崩落空区方案
• 6.3 本章小结
• 第七章 全文结语
• 7.1 全文研究总结
• 7.2 存在问题与研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历