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金川镍矿充填法开采引起的岩体移动和地表变形研究
作 者: 岳斌
导 师: 李峰;刘同有
学 校: 昆明理工大学
专 业: 地质工程
关键词: 充填采矿法 岩体移动 地表变形 数值模拟 金川二矿区
分类号: TD325
类 型: 硕士论文
年 份: 2005年
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内容摘要
充填采矿法因其对环境的保护和极高的适应性,越来越多地被地下开采的矿山所采用。但是,对于充填采矿法引起的岩体移动和地表变形则研究的较少。本文以金川二矿区为例,在充分研究有关的工程地质资料、监测资料和实验资料后,围绕充填采矿法引起的岩移规律这一主线,以目前国际工程界公认的最新通用软件FLAC3D2.0版作为计算工具,进行了金川二矿区岩移规律的研究。本文主要做了以下的工作和研究: (1)总结了金川二矿区的工程地质条件,并分析了影响岩体移动和地表变形的各种因素。研究表明高水平地应力、矿体倾角和对采空区的充填是影响岩移的主要因素。 (2)为了比较直观的了解矿体的外形和赋存情况,建立了金川二矿区1号矿体的三维模型。 (3)在现场踏勘的基础上,分析了地表GPS和地表裂缝计监测资料,初步研究了金川二矿区的地表变形规律和地表裂缝的产生原因。 (4)利用数值模拟的方法,研究了金川二矿区开挖充填全过程中地表位移、位移场和应力场的变化特征,总结充填采矿法岩体移动和地表变形的规律。从中我们认识到充填体的存在在一定程度上限制了周围岩体的移动。 (5)分析了矿体倾角对岩移规律的影响,并对金川二矿区岩体移动和地表变形的进一步发展进行了预测。表明随着矿体角度的减小,地表的上盘变形量增大,而下盘减小。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-17 1.1 研究的工程背景和重要意义 8-9 1.2 文献综述 9-14 1.2.1 国外矿山岩移问题的研究 9-11 1.2.2 国内矿山岩移问题的研究 11-12 1.2.3 矿山岩移问题研究的方法 12-14 1.3 问题的提出 14 1.4 主要研究工作及技术路线 14-17 第二章 金川矿区地质条件 17-28 2.1 矿区区域地质构造背景 17-20 2.1.1 矿区大地构造位置与环境 17 2.1.2 矿区构造特征 17-20 2.2 矿区工程地质条件简介 20-23 2.2.1 地层与岩性 20-21 2.2.2 矿区构造 21-22 2.2.3 地应力特征 22-23 2.3 岩体移动影响因素分析 23-25 2.3.1 可控制因素 23 2.3.2 固定因素 23-25 2.4 1号矿体真三维模型的建立 25-28 2.4.1 地质图的数字化 25 2.4.2 3D Studio MAX软件简介 25-26 2.4.2.1 3D Studio MAX软件的特色 26 2.4.2.2 应用领域 26 2.4.3 1号矿体真三维模型的制作 26-28 第三章 监测资料的分析 28-37 3.1 地裂缝分析 28-31 3.2 地表裂缝计监测资料分析 31-33 3.3 地表GPS测量结果分析 33-37 第四章 金川二矿区岩移问题的数值模拟研究 37-75 4.1 拉格朗日元法及FLAC3d软件 37-42 4.1.1 拉格朗日元法 37-41 4.1.2 FLAC3d软件介绍 41-42 4.2 FLAC3D网格的自动生成技术 42-45 4.3 金川二矿区的数值模拟研究 45-51 4.3.1 剖面的选择 45 4.3.2 模型概化 45-51 4.3.2.1 力学计算模型 45-46 4.3.2.2 FLAC3D网格划分 46-47 4.3.2.3 矿岩体力学特性 47-48 4.3.2.4 计算方案的选取 48-51 4.4 数值模拟结果分析 51-72 4.4.1 位移分析 51-61 4.4.1.1 地表位移分析 51-55 4.4.1.2 地表变形计算结果与现场监测值比较 55-56 4.4.1.3 金川二矿区矿体及围岩移动分析 56-61 4.4.2 应力分析 61-65 4.4.3 关键点的移动分析 65-72 4.4.3.1 关键点的位置 65-72 4.5 断层对岩体移动和地表变形的影响 72 4.5.1 断层的位置 72 4.5.2 断层的作用分析 72 4.6 充填体对岩体移动和地表变形的影响 72-74 4.7 岩体移动与地表变形对金川二矿区开采的影响 74-75 第五章 矿体倾角对地表沉降的影响及矿山岩体移动的预测 75-80 5.1 矿体的倾角对地表沉降形态的影响 75-79 5.1.1 模型概化 75-76 5.1.2 计算结果的分析 76-79 5.2 岩移发展的预测 79-80 第六章 结论 80-82 6.1 主要结论 80-81 6.2 存在的问题建议 81-82 致谢 82-83 参考文献 83-87
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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿山压力与岩层移动 > 岩层移动
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