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《兰州大学》 2008年
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金川二矿区地下采场和采准工程力学稳定性研究

王丽娟  
【摘要】: 金川镍矿规模巨大,在国民经济建设中处于战略地位。在金川二矿区,近年来深部的双中段回采形成了水平矿柱和保安矿柱。地压显现明显,巷道工程变形破坏严重,支护困难,特别是1178分段的巷道,变形量大,速度快。面对越来越严峻的采矿形势,急需开展对矿区地下工程的力学研究和稳定性评价。 本论文以金川公司委托给兰州大学的重大科技攻关项目“金川二矿区1150中段水平矿柱回采前后应力场分布规律及安全评估”为依托,在调研矿区地应力场测量数据、区域地质构造背景、主要活动断裂的分布、矿岩和围岩力学性质、二矿区采矿过程和未来采矿计划、采准工程建设与布置、以及地下巷道和支护变形破坏状况的基础上,应用弹塑性力学和岩石力学的基本理论,借助于有限元模拟,研究了采矿过程中围岩、水平矿柱和保安矿柱的受力状态及其相互作用,评价了1150中段水平矿柱上盘围岩中巷道工程的稳定性,对矿区下一步的回采安排提供了建议。成果已被矿区采用,成为保证安全生产和持续发展的重要决策依据之一。主要成果包括以下几方面: 1、建立了真三维有限元模型,将金川矿山力学稳定性分析的有限元模拟精确到了逐年模拟开采的水平。 2、利用ANSYS软件结合自编程序代码,准确模拟了矿区保持竖向梯度的原岩三维地应力场。 3、利用三维有限元计算,结合弹塑性力学原理,对水平矿柱、保安矿柱的稳定性和采矿安全性进行了分析评价,认为水平矿柱、保安矿柱2004年已开始进入塑性变形阶段,可在适当时候回采。 4、用有限元模拟了矿区提供的多个回采预案,认为调整已进入塑性状态的水平矿柱之上各盘区的回采顺序不能明显改变水平矿柱、保安矿柱和工程布置区的受力状态,建议二矿区不必改变现有采矿方案。 5、揭示了断层和岩体节理面的产状、地应力场局域性变化规律和巷道走向等对巷道稳定性的影响。 6、发现了采空区与巷道间相互影响的临界距离现象,提出了考虑孔间耦合作用的巷道设计理念。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB12

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张飞;王滨;巩志忠;崔志平;刘文刚;冀杰;;基于FLAC~(3D)的矿柱回收顺序数值模拟分析[J];金属矿山;2013年02期
2 武飞;;白象山铁矿岩体工程稳定性分析[J];现代矿业;2013年08期
3 衣永亮;;金川深部巷道围岩稳定性数值模拟研究[J];企业科技与发展;2012年15期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 冯勇;千家坪钒矿采场稳定性分析[D];江西理工大学;2011年
2 衣永亮;金川深部岩爆倾向性及隧巷围岩稳定性分析[D];中南大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王千;龙滩工程地下洞室群围岩稳定和支护参数研究[D];河海大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 曾律弦;潘泓;肖四喜;;深基坑环梁支护结构的性状分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈金辉;康毅力;李大奇;游利军;;致密砂岩储层裂缝面结构模型及应力敏感性研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 方俊伟;康毅力;游利军;李相臣;;致密砂岩气藏多尺度传质行为研究进展[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 高红梅;兰永伟;赵继涛;于秀娟;马强;;温度和应力耦合条件下岩石渗透规律实验研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
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5 郑颖人;;岩土材料的破坏与极限分析方法的发展[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
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8 张年学;盛祝平;李晓;李守定;赫建明;;岩石泊松比与内摩擦角的关系研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
9 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
10 张伯艳;李德玉;何建涛;;施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
3 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
4 李洪奎;沂沭断裂带构造演化与金矿成矿作用研究[D];山东科技大学;2010年
5 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张忠;固体炸药冲击起爆的物质点法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
10 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫丽梅;高层建筑结构自由振动分析的ODE方法[D];河南理工大学;2010年
2 李朝;箱形桥梁结构的半解析分析[D];河南理工大学;2010年
3 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
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6 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
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8 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
9 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
10 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫春岭;丁德馨;崔振东;毕忠伟;;FLAC在铁山坪隧道围岩稳定性分析中的应用[J];地下空间与工程学报;2006年03期
2 姚高辉;吴爱祥;王贻明;夏红春;;破碎围岩条件下采场留存矿柱稳定性分析[J];北京科技大学学报;2011年04期
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9 傅鹤林;采场稳定性研究及采场结构尺寸优化[J];化工矿物与加工;2002年03期
10 康政虹,高正夏,丁向东,王映霞;基于扰动响应判据的洞室岩爆分析[J];河海大学学报(自然科学版);2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 董育烦;彭鹏;单治钢;孟永旭;;基于Surfer插值技术的FLAC~(3D)滑坡体建模方法研究[A];中国水力发电工程学会第四届地质及勘探专业委员会第二次学术交流会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 郭立;深部硬岩岩爆倾向性动态预测模型及其应用[D];中南大学;2004年
3 韩斌;金川二矿区充填体可靠度分析与1#矿体回采地压控制优化研究[D];中南大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尹东;余华寺矿区采场稳定性分析及支护方案研究[D];武汉科技大学;2003年
2 张斌;大型地下洞室块体稳定性确定性研究及软件实现[D];成都理工大学;2004年
3 曹君陟;围岩动载稳定性的数值模拟研究[D];山东科技大学;2005年
4 骆玉琦;金川二矿区围岩与充填体稳定性分析[D];昆明理工大学;2005年
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6 曹其华;后和睦山矿体采矿方法实验研究[D];东北大学;2005年
7 熊德闽;冬瓜山围岩稳定性监测研究[D];中南大学;2005年
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9 王湘锋;锦屏二级水电站深埋特长引水隧洞岩爆模拟及预测研究[D];成都理工大学;2006年
10 杜子建;岩爆预测理论与应用研究[D];武汉科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 冯福康;盘区隔离矿柱开采方案数值模拟优化研究[D];中南大学;2011年
2 张涛;深埋硐室岩爆应力预测判据与应用研究[D];中南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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5 苏飞;;Flip Chip(倒装焊)电子封装件中的残余应力评估[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
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7 何金华;吴逸群;;软土基坑工程数值模拟研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
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9 丁文境;;强震前闭锁段附近的断层错距和地应力场[A];第一次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1979年
10 徐爱红;陈宏;;高层钢框架栓焊连接节点的有限元分析[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王德民;甘肃省局兰州大学共建雷电业务轨道[N];中国气象报;2006年
2 本报记者 宜秀萍;以病人为中心[N];甘肃日报;2006年
3 记者 马效军;甘肃省教育部继续重点共建兰州大学[N];甘肃日报;2006年
4 记者 郭姜宁;兰州大学达尔文协会获殊荣[N];科技日报;2006年
5 记者 黄顺;兰州大学拓展目标瞄准深圳[N];深圳商报;2006年
6 ;自强不息 做西部文章 好风借力 创百年辉煌[N];光明日报;2001年
7 新华;兰州大学建立环县皮影戏剧研究基地[N];兰州日报;2005年
8 李兴业 赵春晖 甘晖 张正国;做西部文章 创一流大学[N];光明日报;2006年
9 焦新;王寒松任兰州大学党委书记[N];中国教育报;2008年
10 孙亚斐;兰大附中将与台南大学附中结成“姊妹校”[N];兰州日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王丽娟;金川二矿区地下采场和采准工程力学稳定性研究[D];兰州大学;2008年
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6 竺铝涛;纤维力学性质应变率效应和针织复合材料弹道冲击破坏机理[D];东华大学;2010年
7 张春涛;腐蚀环境和风振疲劳耦合作用下输电塔线体系疲劳性能研究[D];重庆大学;2012年
8 兰常玉;冻融循环与列车动载耦合作用下高速铁路地基沉降规律研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 王万祯;钢框架梁柱栓焊刚性连接的滞回性能、破坏机理及抗震设计建议[D];西安建筑科技大学;2003年
10 吴远纶;裂缝性油藏射孔完井产能有限元模拟及射孔负压研究[D];西南石油学院;2004年
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1 程佳;交河故城崖体破坏机理及数值模拟[D];兰州大学;2009年
2 周文宇;桥梁钻孔桩破坏机理与竖向承载力的研究[D];东北林业大学;2006年
3 黄水亮;大相岭隧道渗流场与地应力场的耦合作用研究[D];西南交通大学;2010年
4 陈晓辉;金川二矿区1150中段沿脉巷道支护体系的破坏过程及力学机制[D];兰州大学;2007年
5 李兰云;环件冷辗扩过程材料参数与芯辊进给速度的耦合作用研究[D];西北工业大学;2005年
6 李刚;宏观经济稳定视角的外汇储备作用机制研究[D];中国海洋大学;2007年
7 高永超;汽车发电机磁极精密模锻成形模拟和工艺设计[D];武汉理工大学;2005年
8 孙芳锦;张拉索膜结构的风致动力效应分析[D];辽宁工程技术大学;2006年
9 孙志远;有机静电感应晶体管工作特性的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
10 朱小兵;轻卡汽车转向节锻造成形工艺的研究[D];合肥工业大学;2009年
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