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《青岛理工大学》 2010年
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白象山铁矿富水巷道围岩稳定性及其支护体系数值模拟研究

吴纪修  
【摘要】:复杂富水铁矿在开发过程中,时常伴随着突水灾害的发生。本论文依托国家“十一五”科技支撑项目“复杂富水矿床开采关键技术开发与研究”(编号:2006BAB02A01),在对典型复杂富水铁矿区—白象山铁矿的复杂水文地质条件深入分析的基础之上,探讨了影响矿床突水的主要因素,运用FLAC3D流固耦合数值模拟软件建立了渗流条件下不同断层倾角穿脉围岩系统三维数值模型,探索和研究在不同侧压力系数、不同断层倾角条件下防水岩柱的留设宽度及对巷道围岩稳定性和突水风险性的影响作用规律。并将理论研究有针对性地应用于突水防治的实践,得到了一些有益的结论和成果,为该类富水矿床的地下水灾害防治工作提供了理论和实践上的指导作用。主要研究内容及其成果如下: ⑴在对白象山铁矿床水文地质条件综合分析的基础之上,剖析在基建及开采阶段影响矿床突水的主要因素。并探讨矿压、断裂、节理、裂隙,隔水层及含水层等多种因素对矿床突水的影响作用规律,并在此基础之上及时总结防治水经验,找出影响矿床突水的关键因素。 ⑵基于三维快速拉格朗日有限差分法多孔介质流固耦合理论,抽取白象山铁矿-390-1号穿脉与导水断层交汇处水文地质条件,建立穿脉巷道遇导水断层围岩系统数值模型,并在此基础之上拓展建立穿脉巷道与不同倾角断层交汇数值模型,研究在不同侧压力系数、不同断层倾角条件下防水岩柱的留设宽度,并探讨和研究在巷道开挖扰动下围岩系统的应力及应变场变化规律以及对巷道围岩稳定性和突水风险性的影响作用规律。 ⑶在穿脉围岩系统三维数值模型的基础之上,仍采用FLAC3D数值模拟分析,更进一步探讨在铁矿含矿层完全疏干条件下巷道开挖揭露断层时围岩在不同侧压力系数条件下的变形破坏规律,以及不同支护方式的加固机理,定量化的模拟在矿压一定的条件下不同支护方式的加固效果及破坏可能;定量分析和优化支护方案。
【学位授予单位】:青岛理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD745

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【参考文献】
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