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《中南大学》 2011年
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大面积充填体下采场盘区矿柱留设方案优化及地压监测研究

刘洪强  
【摘要】:随着浅部资源的逐渐耗竭,矿产资源开发向深部推进已成必然趋势。随着矿体开采深度的增加,地压活动将越来越频繁,必须采取科学的地压管理和监测手段,确保最大限度地安全回收深部矿产资源。 本文针对新桥矿业有限公司(简称新桥矿)地下开采过程中浅部(-180m~-230m中段)未留永久性连续盘区矿柱,15~20万m2的采空区充填质量较差及接项困难等特殊条件,综合采用了理论分析、数值模拟、现场监测等手段,对深部(-230m~-270m中段)充填开采过程中的地压显现规律进行了系统分析和深入研究,取得了如下研究成果: (1)在总结岩体的破坏类型与破坏机理的基础上,从能量守恒角度分析了岩体破坏过程的中能量变化,探讨了影响采空区顶板、矿柱失稳的主要因素及力学机理。 (2)运用能量守恒原理和尖点突变理论,建立了采场顶板-矿柱系统的力学模型,通过构建系统的突变势函数,揭示了顶板-矿柱系统突变失稳发生的机理及突变发生的充分条件和必要条件,并以此分析了新桥矿采场稳定性,得出了深部必须留设合理盘区矿柱的结论。 (3)利用大型有限元分析软件MIDAS,模拟并分析了新桥矿-270m中段不同盘区矿柱布设方案下的地下采场的应力、位移情况,在兼顾经济效益与采场安全管理的前提下,提出了合理的盘区矿柱布设方案。 (4)根据数值模拟结果并结合现场施工经验,设计了新桥矿深部岩体地压监测网。通过对取得位移数据的分析,验证了数值模拟的结果的可靠性,进而预测出地压显现较严重的区域,为采场安全、高效的回采提供了理论依据。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD326

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