深部金属矿开采三维地表移动及其影响分析

论文摘要

地下金属矿开采,必然会导致地表发生相应的移动与变形。而当地表的变形超过某一范围时,就会破坏地表的建筑物。因此,针对目前地下开采活动影响,对地表的移动与变形进行预测分析,有着及其重要的现实意义。本文针对深部金属矿地下大面积开挖而引起的地表移动与变形问题,主要运用了随机介质理论对其进行预测分析。在现有的地表移动与变形的二维表达式的基础之上,给出地表下沉、倾斜、曲率和水平应变的三维计算公式。并结合我国东部地区某大型地下矿山的实际开采情况,运用理论表达式来预测地表的三维移动变形。并与实测资料进行对比分析。在对工程参数处理的过程中,还结合该矿山的各开采中段的实际开、闭段时间和地表下沉测量值,重点探讨了两个重要的工程参数,即下沉系数和主要影响角的正切值,研究了随着开采深度的增加,它们的变化规律。在对研究结果分析的基础之上,运用优化软件分析出最适合此规律的经验函数表达式。然后,再运用此经验表达式,对矿山的后期开采引起的地表移动变形进行预测。与此同时,本文还运用ANSYS软件对深部矿体开挖地表下沉进行二维模拟分析,同时对覆岩内部应力场的变化趋势进行了模拟分析,获得了有价值的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外的研究现状及发展动态
• 1.2 地表移动和变形的计算方法
• 1.3 工程参数确定方法
• 1.4 研究地下开挖地表移动的意义
• 1.5 本文的研究内容
• 第2章 基本概念与理论
• 2.1 地表移动与变形的一般规律
• 2.2 地表移动参数的变化规律
• 2.3 地表移动参数的确定方法
• 2.4 影响岩层移动过程的主要因素
• 第3章 随机介质力学模型
• 3.1 单元开挖地表移动
• 3.2 有限开采地表移动三维计算公式
• 3.3 有限开采地表二维计算公式
• 第4章 工程实例分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 工程参数的确定
• 4.3 工程参数经验公式的确定
• 4.4 工程参数的预测
• 4.5 三维地表变形分析
• 第5章 岩体移动的ANSYS探讨分析
• 5.1 ANSYS计算方法
• 5.2 计算分析
• 第6章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢