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大红山铜矿435中段54-58盘区稳定性研究

殷凤霞  
【摘要】:随着科学技术水平的不断提高,水利水电、交通、资源开发和核工业试验等与地下工程密切相关的事业飞跃发展,同时也给生产中的安全问题提出了更高的要求。一旦在大跨度的硐室、矿床的开挖或开采过程中发生冒顶、垮塌、透水等恶性事故,后果将极其严重,损失极大,因此空区围岩的稳定性研究已经成为每个地下工程不可忽视的问题。本文针对大红山铜矿区域地质特征、水文地质条件、开采技术条件等,利用有限元数值模拟软件ANSYS对大红山铜矿435中段54-58盘区建立三维实体模型,对矿体的开采过程、充填过程以及相邻盘区开采对它的影响进行了数值模拟,论文完成的研究工作如下: (1)通过对大红山铜矿435中段54-58盘区现场调研和地质资料的收集研究,结合矿体开采技术条件,参照类似矿山开采经验,对矿山所提供的设计参数进行分析; (2)根据盘区的基本情况,结合安全和经济方面的因素,建立了两种模型进行分析; (3)利用有限元软件ANSYS对两种方案建立三维实体模型,第一种方案在计算的过程中不收敛,所以采用第二种方案,对其开挖和充填过程进行数值模拟和计算,分析位移、应力、塑性应变的大小及其分布规律等特性,为下一步的稳定性分析提供一个理论依据; (4)根据岩体的力学破坏特点和数值模拟计算结果分析了采场稳定性,采空区围岩可能因为拉应力而发生局部的冒落;而人工矿柱可能因为盘区II段的开采而发生较大的水平方向位移,最大值达到57.9mm,如不及时充填盘区II段,人工矿柱可能发生破坏; (5)进一步研究了435中段58-60盘区的开采对435中段54-58盘区稳定性的影响,由于盘区之间预留了10m的矿柱,因此影响很小; (6)结合大红山铜矿深部岩层断层较多的实际情况,对各种常用的控顶措施进行评价研究,并对大红山铜矿提出了有针对性的护顶措施及建议。


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