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弓长岭井下矿采准工程稳固技术研究

作　者: 李云鹏
导　师: 任凤玉
学　校: 东北大学
专　业: 采矿工程
关键词: 软岩巷道支护效果数值模拟 FLAC3D
分类号: TD353
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 40次
引　用: 1次
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内容摘要

对地下矿山而言,保证巷道开挖与支护稳定是矿山安全生产的前提。随着开采深度的不断增大,以及复杂多变的地质条件的影响,软弱岩层采矿巷道的维护工作越来越困难,严重影响了矿山的生产安全。弓长岭井下矿为沉积变质型磁铁矿床,矿区存在着大量的节理发育的绿泥片岩和断层破碎带,在采准巷道穿过这些软弱岩层时,经常发生冒落事故,有的巷道屡支屡坏,严重影响了后续工作的顺利进行,使许多价值很高的富矿体得不到有效开采。因此,研究不稳岩层采准巷道的稳固技术,对弓长岭井下矿的安全与生产意义重大。本文从弓长岭井下矿地质岩性调查入手,分析了软岩的基本特性、分类方法、影响软岩巷道稳定的因素、软岩巷道的力学机制和变形破坏规律,介绍了软岩巷道支护方法的基本理论和几种常见的支护技术,分析了弓长岭井下矿软岩巷道可用的稳固方法,并运用FLAC3D有限元软件,建立了弓长岭井下矿-280m水平软岩巷道的有限元模型,模拟了巷道开挖后围岩的应力、应变状况,分析了围岩变形机理,优化了巷道断面的形状,在此基础上,对锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷支护进行了模拟,分析了不同支护方式的支护效果,并以此为依据提出了弓长岭井下矿软岩巷道稳固方案：巷道断面形状为直墙半圆拱型；掘进时采用光面爆破技术；支护工作紧跟工作面进行；每排打13根锚杆,锚杆排距0.8m；喷射柔性混凝土,喷射厚度为50mm；个别岩体极为破碎区域铺设金属网。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 课题研究意义  10
  1.2 问题的提出  10
  1.3 国内外研究现状  10-12
    1.3.1 围岩分析的国内外研究现状  10-12
    1.3.2 巷道工程支护技术研究现状  12
  1.4 主要内容和研究方法  12-14
第2章矿区地质生产概况  14-17
  2.1 矿区位置与交通  14
  2.2 矿床地质特征  14-15
    2.2.1 地质构造  14-15
    2.2.2 矿体规模及特征  15
    2.2.3 矿石质量特征  15
  2.3 矿区开采技术条件  15-16
    2.3.1 上含铁带上下盘围岩  15-16
    2.3.2 矿体内夹层及矿层之间夹层  16
    2.3.3 矿岩物理力学性质  16
  2.4 矿石储量  16-17
    2.4.1 工业指标  16
    2.4.2 储量  16-17
第3章软岩巷道工程的特性分析  17-26
  3.1 软岩的概念  17
  3.2 软岩的分类  17-19
    3.2.1 按岩体内在特性分类  17-18
    3.2.2 按岩体变形机理分类  18-19
  3.3 软岩的基本特性  19-20
  3.4 软岩工程的特点  20-21
  3.5 软岩巷道变形破坏的机制  21-23
    3.5.1 化学膨胀类  21-22
    3.5.2 应力扩容类  22-23
    3.5.3 结构变形类  23
  3.6 软岩巷道变形破坏的规律  23-24
  3.7 软岩巷道工程的研究发展方向  24-26
第4章软岩巷道支护原理分析  26-39
  4.1 软岩巷道支护方法  26-32
    4.1.1 巷道常见单一支护结构  26-32
    4.1.2 联合支护  32
  4.2 常用支护结构的作用原理  32-36
    4.2.1 锚杆-围岩相互作用机理  32-34
    4.2.2 喷射混凝土作用机理  34-35
    4.2.3 喷锚支护的作用原理  35-36
  4.3 软岩巷道支护存在的问题及支护原理  36-37
    4.3.1 软岩巷道支护存在的主要问题  36-37
    4.3.2 软岩巷道的支护原理  37
  4.4 弓长岭井下矿软岩巷道稳固方案分析  37-39
第5章弓长岭井下矿软岩巷道支护方案数值模拟研究  39-68
  5.1 弓长岭井下矿采矿方法及生产中存在的问题  39-40
  5.2 数值模拟软件FLAC介绍  40-45
    5.2.1. FLAC软件的基本原理  41-43
    5.2.2. FLAC软件的基本特征  43-45
    5.2.3. FLAC计算分析的一般步骤  45
  5.3 模型的建立  45-49
  5.4 数值模拟计算  49-66
    5.4.1 无支护情况下数值模拟结果  49-52
    5.4.2 锚杆支护  52-57
    5.4.3 喷射混凝土支护  57-61
    5.4.4 锚喷支护  61-65
    5.4.5 支护效果分析  65-66
  5.5 支护对策  66-68
第6章结论  68-69
参考文献  69-71
致谢  71

弓长岭井下矿采准工程稳固技术研究

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