露天转地下开采覆盖层结构特性研究

论文摘要

目前,我国许多露天开采的矿山均面临一个共同的问题,即随着露天开采的延深,剥离费用会不断增加,开采破坏土地面积不断扩大,所形成的高陡边坡将给矿山安全带来严重威胁,从而造成采矿成本不断增加,从安全、经济和环保等方面考虑,这些矿山需从目前的露天开采转为地下开采。然而在由露天开采转为地下开采的过程中,许多问题需要解决。覆盖层的安全结构问题便是其中之一。覆盖层的主要作用有:使地下采场和地面相隔开,延缓雨水下渗速度,错开洪峰,避免产生泥石流,对地下采场的安全起到重要的作用。覆盖层的安全结构直接影响到矿山的安全生产,所以,研究覆盖层散体结构特性,找出满足安全生产的覆盖层的安全结构,具有重要的理论意义和现实指导。首先根据散体移动规律,建立物理实验模型,采用计算机模拟手段,对覆盖层移动特性的物理实验结果和模拟结果进行对比分析,得出了覆盖层散体颗粒移动曲线及渗透系数变化曲线,并提出了覆盖层散体形成泥石流的原因。并在此基础上,建立了渗漏实验模型,对于一个已形成覆盖层的露天转地下的矿山,利用该模型可以估算出该地区降雨量达到最大时的渗漏时间,从而验证该覆盖层的安全性。研究结果对于预防泥石流的形成具有一定的意义,对合理的确定露天转地下开采覆盖层散体结构问题提供了有价值的参考,保证矿山转入地下开采后的生产安全等都具有一定的现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 命题的提出及选题
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外露天转地下研究现状
• 1.2.2 散体介质渗透系数研究现状
• 1.3 课题研究的内容及方法
• 1.3.1 课题研究的内容
• 1.3.2 课题研究的方法
• 2 散体介质及其主要物理力学性质
• 2.1 散体的基本性质
• 2.2 散体的基本概念
• 2.2.1 散体密度
• 2.2.2 散体的结构
• 2.2.3 散体的孔隙率、孔隙比和压实度
• 2.2.4 散体的湿度及含水性质
• 2.3 散体的级配特征
• 2.3.1 散体颗粒的粒径
• 2.3.2 散体粒径的分布特征
• 2.4 散体介质的渗透特性
• 3 覆盖层移动特性研究
• 3.1 散体运动规律的研究方法
• 3.2 覆盖层散体移动特性实验
• 3.2.1 实验目的
• 3.2.2 实验内容
• 3.2.3 实验模型的建立
• 3.2.4 实验散体的选用
• 3.2.5 实验步骤
• 3.2.6 实验过程及结果分析
• 3.2.7 实验结论
• 3.3 覆盖层散体移动计算机仿真
• 3.3.1 仿真准则与仿真概率场方程
• 3.3.2 覆盖层界面移动仿真程序的编制
• 3.3.3 计算机仿真结果分析
• 4 覆盖层渗流特性研究
• 4.1 覆盖层渗流实验模型的建立
• 4.1.1 相似基本原理
• 4.1.2 实验模型的建立
• 4.2 渗漏实验
• 4.2.1 实验目的
• 4.2.2 实验内容
• 4.2.3 实验散体的选用
• 4.2.4 实验步骤
• 4.2.5 实验结果分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集