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武钢余化寺铁矿采场地压规律分析及控制对策研究

涂成立  
【摘要】: 地压控制或称地压管理是采矿设计、采矿方法试验和采矿开采过程中的第一重要问题。地压控制的基本理论就是掌握开采过程中巷道和采场围岩的应力、应变分布规律,开采结构系统的变形和破坏情况,并采取合理的措施,控制开采系统有害的变形和破坏,保持开采系统的稳定性,保证生产的安全。为了有效地完成开采过程中的地压控制工作,就必须首先对开采过程中的地压活动规律有充分的了解和认识。利用数值模拟手段,在方案设计阶段即可模拟显示开采过程,对开采过程中的地压活动规律进行预测,从而为地压控制提供相应的依据。同时,通过开采过程中的现场监测,实时掌握开采地压显现情况,就为及时采取相应的措施控制有害的地压活动,防止开采系统的失稳破坏提供了保证。 为此,本论文根据武钢余化寺铁矿的生产实际情况,从以下几个方面开展了研究工作。 针对具体矿山,为寻求采场的合理回采顺序,尽可能地减少由于地压的显现而造成的地下巷道的垮冒,研究中主要在自重应力场的作用下建立有限元计算模型,模拟了各种开挖方案,通过分析有限元计算出的应力分布情况,确定了该矿的合理的开挖步骤。 通过对采场巷道收敛的监控量测,分析了影响巷道围岩收敛的主要因素,利用神经网络的非线性和具有学习和记忆的功能,本论文建立了针对采场巷道收敛的神经网络预测模型。然后用训练样本训练网络模型,并用检验样本对模型进行了检验,证实该模型具有较好的预测精度。 通过对锚喷支护的原理的阐述,以及对锚喷支护设计方法的研究,本论文提出了基于巷道围岩收敛预测的锚喷支护的设计方法,并给出了具体的设计依据,然后分析了影响锚喷支护效果的因素,最后针对余矿锚喷支护施工现状,提出提高支护效果的具体措施。


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