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边坡扰动岩体中综放工作面围岩力学特征及覆岩移动研究

专 业: 岩土工程
关键词: 数值模拟 露天转地下开采 边坡扰动岩体 自平衡拱 围岩力学 采空区
分类号: TD312  TD824.71
形 态: 共 76 页 约 49,780 个字 约 2.381 M内容
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内容摘要


由于受煤炭资源和开采成本限制,国内有许多露天矿在进入深部开采以后,由露天开采转为露天与地下联合开采。

在此过程中,露天与地下联合开采过程对边坡的扰动相互叠加,使边坡岩体受到两次扰动。

本文以抚顺西露天矿为工程背景,对沿工作面倾向和走向的综放面及其围岩力学场特征进行了模拟研究:1.用FLAC模拟研究了侧压力系数竖向应力和水平应力之比对采空区顶板位移和破坏场的影响,以及巷道的工程尺寸轴比巷道的跨度和高度之比与地压轴比竖向应力与水平应力之比协同变化对采空区围岩应力场的影响规律。

研究表明:

水平应力也是拱结构破坏的主要因素;受开挖扰动的围岩体中存在“自平衡拱”结构,其特征为该区域的应力高于其他区域;上覆岩层荷载和压力通过“自平衡拱”传递到采场周边,“自平衡拱”是最主要的承载体;“自平衡拱”的形状受应力环境和巷道断面尺寸影响。

2.对抚顺西露天矿W1000剖面进行了离散元数值模拟分析,得出综放工作面的围岩应力分布、移动变形、塑性破坏。

对W1000剖面的变形机理和趋势进行分析。

倾倒破坏在边坡上部和地表变形中占主导地位。

引起白垩系岩体的跟随变形,产生多处裂缝。

受地下开挖扰动,地下硐室围岩应力释放形成了椭圆形的“自平衡拱”结构,但由于上覆油母页岩厚度较小,回填材料强度较弱,极易在爆破等开挖扰动下造成局部失稳。

3.沿工作面走向建立综放开采过程的离散元数值模型,得到上覆岩层的位移场特征和应力场特征和破断特征,以及传递上层覆岩荷载和自重的“拱形”的大结构体和小结构体..……

全文目录


文摘
英文文摘
引 言
1文献综述
1.1露天转地下采矿技术概况
1.1.1露天转地下开采过渡的几个技术问题
1.2巷道围岩稳定性分析的现状和存在问题
1.2.1巷道围岩稳定性分类的发展
1.2.2地下工程围岩稳定性研究的现状
1.2.3地下工程围岩稳定性分析存在问题
1.3离散单元法及UDEC简介
2西露天矿工程背景
2.1西露天矿简介
2.2西露天矿的地质灾害
2.3抚顺西露天矿工程地质概况
2.3.1西露天矿地形地貌特征及主要力学参数
2.3.2煤矿区域工程地质条件
2.3.3北帮岩体结构特征与工程地质分区
2.3.4西露天矿北帮的地质构造特征
3露天转地下开采地下工程围岩稳定性影响因素初探
3.1引言
3.2不同侧压系数对围岩稳定性的影响
3.2.1计算模型
3.2.2计算方法和计算程序简介
3.2.3模拟结果与分析
3.3工程尺寸轴比与地压轴比协同变化对岩体破坏的影响
3.3.1计算模型
3.3.2计算结果分析
3.4本章小结
4 W1000剖面综放面及其围岩力学特征分析
4.1计算模型的建立
4.2 UDEC软件介绍
4.2.1主要特征
4.2.2应用领域
4.3计算参数的选择
4.4计算过程
4.5计算结果及分析
4.6本章小结
5沿工作面走向围岩力学特征及上覆岩层运动研究
5.1引言
5.2沿工作面走向开挖的动态过程模拟
5.2.1模拟方案
5.2.2模拟结果
5.3本章小结
结 论
1.结论
2.论文展望与亟待解决的问题
参考文献

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中图分类: > TD312 > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿山压力理论
其他分类: > TD824.71 > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山开采 > 煤矿开采 > 露天煤矿开采

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