辽阳石膏矿矿柱稳定性分析

论文摘要

本论文是基于校企合作科研项目“辽阳石膏矿矿柱回采可行性与采场稳定性研究”而撰写的。论文以矿柱稳定性作为主要研究内容。根据矿井实际条件,提出了四种矿柱回收方案。在对矿房岩样采集和物理力学性质测定的基础上,运用面积承载理论确定出各方案矿柱所能承载的最大安全开采深度。通过对矿柱的数值模拟,得出了矿柱应力分布状态和破坏规律,同时,也获得了矿柱允许回收范围。根据对矿柱的实际状态分析,提出了“伪稳定”和“超稳定”的概念。论文专门对超稳定矿柱的可能性之一,即上覆载荷转移的可能性开展了进一步的研究。根据矿柱上覆岩层载荷的测试结果,指出存在载荷转移的可能性,并按平均“转移量”重新计算了各方案的安全开采深度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及其研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 矿柱回收及矿柱稳定性的研究
• 1.2.2 矿柱强度
• 1.2.3 矿柱强度的尺寸效应
• 1.2.4 采场上覆岩层运动规律
• 1.3 论文研究的目的及主要内容
• 1.3.1 论文研究目的
• 1.3.2 论文主要研究内容
• 1.3.3 论文研究路线
• 2 辽阳石膏矿概况及矿柱物理力学性质测定
• 2.1 辽阳石膏矿概况及开采方案
• 2.1.1 辽阳石膏矿概况
• 2.1.2 矿井开采方案
• 2.2 主要岩石物理力学指标的简单说明
• 2.3 岩样采集及其物理力学指标测定
• 3 矿柱回收方案设计与分析
• 3.1 水平大巷护巷矿柱回收方案的提出
• 3.2 矿柱承载能力及安全采深分析
• 3.2.1 矿柱上方载荷计算
• 3.2.2 矿柱安全采深分析
• 3.3 理论计算结果分析
• 4 数值模拟
• 4.1 FLAC 程序简介
• 4.2 FLAC 程序基本原理及求解问题的一般方法
• 4.2.1 有限差分基本方程
• 4.2.2 显式的时程方案
• 4.2.3 求解问题的一般方法
• 4.3 数值模型的建立
• 4.4 矿柱破坏程度模拟
• 4.5 矿柱应力分布状态
• 4.6 数值模拟结果分析
• 5 上覆岩层载荷和矿柱稳定性的进一步分析
• 5.1 特殊现象分析
• 5.2 上覆岩层载荷分析
• 5.2.1 现场实际地应力测量
• 5.2.2 应力计算及结果分析
• 5.3 上覆岩层载荷转移情况下的安全开采深度分析
• 5.3.1 载荷转移时按-385 水平岩体强度计算的各方案安全开采深度
• 5.3.2 载荷转移时按-420 水平岩体强度计算的各方案安全开采深度
• 5.4 上覆载荷转移情况下计算结果分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研活动