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《中南大学》 2010年
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金川深部岩爆倾向性及隧巷围岩稳定性分析

衣永亮  
【摘要】: 金川镍矿因矿体埋藏深、地应力高、岩体破碎、开采条件极差等因素闻名于世。近年来,随着金川主力矿山二矿区采掘深度不断加大,深部岩体围岩质量恶化,地应力、水-岩相互作用进一步加强等问题逐步显现,严重影响了深部岩体工程的稳定性。集中体现在诸如岩爆等地质灾变风险进一步加大,适用于浅部开采的隧巷支护型式与围岩控制技术不能有效地控制深部环境下的岩体隧巷工程变形。面对越来越严峻的实际情况,有必要对深部工程区域开展深入细致的多方位研究,探究制约围岩稳定性影响因素,制定适合该复杂条件下的围岩稳定性分析和控制方法。 本论文以金川公司科技攻关项目“金川矿山深部高强度采掘条件下的岩石力学研究”为依托,结合金川二矿区工程实际,将现场监测、工程地质调查、理论分析及数值模拟等多种方法有机地结合起来,探索金川深部岩体工程的岩爆灾变倾向及渗流效应对围岩稳定性的影响。本文主要进行了如下几方面的工作和研究: 1.对二矿区开展现场调研,深入实验区段采集岩石样本,系统收集、整理、分析前人相关研究成果,揭示其深部地质构造、构造应力场分布特征和岩体弱面发育特征等地质信息。 2.通过设置岩石力学常规实验和针对性实验成果,参阅相关理论进行研究,利用模糊数学综合研究基于多因素影响下的深部岩体岩爆灾变的倾向性。研究认为,考虑单一因素的判爆准则不适用于如金川等深部复杂地质环境,而建议采用基于多因素共同影响的综合研究方法判定岩爆等灾变的倾向性。并以此思想为指导得出金川深部六种典型岩性均具有弱岩爆倾向的结果。 3.以考虑渗流效应对深部岩体稳定性影响为研究内容,运用大型专业有限元软件MDAS/GTS建立水力耦合下的等效连续介质计算模型,对比模拟分析了在高应力作用下深部岩体开挖卸载过程中,有无渗流效应对金川深部隧巷的影响。根据分析结果,本文认为,在高地应力作用下,隧巷开挖引起的围岩应力重分布对渗流场分布规律有显著影响,但渗流场的变化对围岩的变形及应力分布规律影响不大。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U451.2

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