马坑铁矿岩体结构面对采空区围岩稳定性影响的研究

论文摘要

岩体中广泛存在的、规模不等、产状不同、性质各异的结构面,劣化了工程岩体(围岩)的质量,影响了其稳定性。采矿工程中经常会形成各种形态的采空区,其围岩一旦失稳,将会导致顶板塌陷、冲击地压、生态环境破坏等严重危害。因此,对结构面的特性及采空区围岩稳定性的研究显得非常重要。本文结合“马坑铁矿采空区安全监测技术研究项目”课题,采用现场调查、理论分析、室内试验和数值模拟等研究方法,结合岩石力学理论与工程实践,对结构面及围岩进行了定性与定量研究,解决了企业生产难题,完善了工程岩体稳定性的研究方法。主要研究如下:1、采用详测线观测法,对矿区六个中段的岩体结构面进行了现场调查。结合实测资料,应用节理玫瑰图、赤平投影图等方法统计分析了结构面的发育特征。2、进行岩石力学性质室内试验,测定岩石力学参数。采用国标BQ体系和国际上通用的岩体地质力学RMR系统对矿区围岩稳定性进行分级研究,结果为一般。以岩石的试验结果为基础,经结构面弱化处理,推荐出岩体力学参数。3、利用有限元软件ANSYS对采空区含节理的围岩稳定性进行了模拟研究。结果表明目前采空区围岩处于相对稳定状态,但各中段采空区在空间位置上重叠的部位容易引起应力集中现象,存在安全隐患。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及课题研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 结构面类型的研究现状
• 1.2.2 影响采空区围岩稳定性的因素
• 1.2.3 数值模拟的研究现状
• 1.2.4 结构面对工程岩体强度及稳定性的影响
• 1.3 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 矿山地质特征
• 2.1.3 地层岩性
• 2.1.4 水文地质条件
• 2.2 采空区形态及埋深
• 2.3 开采现状及采矿方法
• 第三章 结构面特征分析
• 3.1 岩体结构面调查的意义
• 3.1.1 节理裂隙调查统计的目的
• 3.1.2 结构面对岩体质量的影响
• 3.2 结构面调查方法
• 3.3 结构面调查内容
• 3.4 结构面特征统计分析
• 3.4.1 节理产状
• 3.4.2 节理间距
• 3.4.3 节理持续性
• 3.4.4 结构面粗糙度及张开度
• 3.4.5 地下水的影响
• 3.5 结构面对采空区围岩稳定性的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 岩石力学参数测试及采空区围岩分级
• 4.1 室内岩石力学参数测试
• 4.2 岩体质量的描述
• 4.3 围岩稳定性分级及评价
• 4.3.1 岩体质量分级（BQ体系）
• 4.3.2 岩体地质力学分类（RMR系统）
• 4.3.3 围岩综合分类
• 4.4 岩体力学参数确定
• 4.5 本章小结
• 第五章 采空区围岩稳定性的数值模拟分析
• 5.1 有限元分析
• 5.1.1 影响计算模型选择的主要因素
• 5.1.2 基本假设
• 5.1.3 载荷及计算模型参数
• 5.1.4 边界条件
• 5.2 计算模型的建立
• 5.3 有限元计算结果及分析
• 5.4 有限元分析中存在的问题
• 5.5 本章小结
• 第六章 结语
• 6.1 全文研究总结
• 6.2 存在问题与研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历