厚大破碎矿体二步矿房开采采场稳定性分析

论文摘要

山东黄金新城金矿深部V#矿体为一厚大破碎缓倾斜矿体,-580m中段矿块划分一步矿房和二步矿房开采,其中一步矿房宽8m,采用机械化盘区上向水平分层充填采矿法,开采即将结束。因矿体埋藏深,应力大,上盘为焦家断层带,二步矿房两侧为一步采场充填体,且一步充填水对二步矿岩侵蚀破坏,致使二步矿房矿岩异常破碎,二步矿房的开采安全性受到了严重的考验。经过分析研究,拟对二步矿房采用预控顶中深孔落矿嗣后充填采矿法开采。为了安全回采二步矿房,有必要对二步矿房进行一步采场充填体自立性效果和二步采场顶板稳固性等为主的采场稳定性影响因素进行分析。为此,本论文主要开展如下研究：1.通过现场工程地质调查和岩石力学取样,得到深部矿体的岩体力学参数,并对岩体进行工程质量分级；2.根据一步采场充填体受力模型,分析充填体内部应力,充填体自立所需的强度；3.计算一步采场充填体自立高度,研究分析当二步矿房采用中深孔开采高度达到一个分段高时,一步矿房胶结充填体的自立性；4.利用岩土有限元软件Midas/GTS对新城金矿二步矿房开采进行数值模拟计算,探讨按不同分段高度和不同采场开挖长度,对采场顶板稳定性的影响,并与试验采场监测进行比较验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 国内外研究现状与水平
• 1.2.1 充填技术应用现状
• 1.2.2 充填体强度理论及强度设计
• 1.2.3 充填体自立稳定性研究
• 1.2.4 采场稳定性研究
• 1.3 研究意义、目的
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究内容及方法
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 矿山开采概况
• 2.1 矿山地质
• 2.2 开采技术条件及现状
• 2.2.1 矿体赋存特点与开采技术条件
• 2.2.2 V#矿体开采现状
• 2.3 V#矿体开采面临的问题
• 2.3.1 V#矿体开采特点
• 2.3.2 V#矿体开采难点与问题
• 2.3.3 V#矿体开采需要研究的问题
• 2.4 矿山采矿方法
• 2.4.1 矿山原有采矿方法简介
• 2.4.2 二步矿房采矿方法的提出
• 2.4.3 矿山二步矿房开采方法
• 2.5 小结
• 第三章 二步矿房矿岩结构与特性分析调查
• 3.1 节理裂隙调查
• 3.1.1 -580m中段节理调查
• 3.1.2 -630m中段节理调查
• 3.1.3 调查分析结论
• 3.2 矿岩物理力学试验
• 3.2.1 取样地点
• 3.2.2 力学试验
• 3.2.3 试验结果
• 3.3 岩体力学参数折算
• 3.3.1 节理裂隙参数与岩石力学参数
• 3.3.2 岩体物理力学参数折算方法
• 3.3.3 岩体力学参数折减结果
• 3.4 岩体工程分类与评价
• 3.4.1 普氏坚固性分级
• 3.4.2 RQD值岩石分类
• 3.4.3 CSIR工程岩体分类法
• 3.4.4 矿岩工程质量评价结果
• 3.5 小结
• 第四章 二步矿房两侧充填体力学分析
• 4.1 充填体内应力计算方法概述
• 4.2 二步矿房回采充填体自立性研究
• 4.2.1 充填体力学分析
• 4.2.2 充填体自立强度
• 4.2.3 充填体自立高度
• 4.3 影响充填体自立性的因素
• 4.3.1 充填体的内摩擦角
• 4.3.2 充填体的高度
• 4.3.3 充填体的长度
• 4.3.4 充填体的宽度
• 4.4 小结
• 第五章 二步采场稳定性数值模拟
• 5.1 采场稳定性数值模拟概述
• 5.2 岩体工程数值分析方法
• 5.3 有限元基本原理
• 5.3.1 有限元单元法计算基本原理
• 5.3.2 大型有限元软件Midas/GTS简介
• 5.4 数值模型的建立
• 5.4.1 岩体及充填体物理力学参数选取
• 5.4.2 实体建模
• 5.5 数值模拟结果及分析
• 5.5.1 一个分段高度开采模拟结果
• 5.5.2 二个分段高度开采模拟结果
• 5.5.3 三个分段高度开采模拟结果
• 5.5.4 四个分段高度开采模拟结果
• 5.5.5 五个分段高度开采模拟结果
• 5.5.6 二步矿房不同开挖长度和高度下的比较及分析
• 5.5.7 数值模拟综合结论
• 第六章 结论与建议
• 6.1 本文结论
• 6.2 本文建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参加的科研项目及获得的奖励