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澜沧老厂铅矿软岩巷道变形机理分析

作　者: 葛华
导　师: 范柱国
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 软岩巷道变形工程类比微观分析力学分析澜沧老厂铅矿
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

澜沧老厂铅矿位于云南省西南部的澜沧拉祜族自治县境内,开采历史久远。近年来,随着资源的深部开采,地压不断增大,导致矿区开采运输所经过的软岩巷道(即凝灰岩巷道)变形破坏日益严重,由于凝灰岩具有抗压强度低、变形大、来压快、遇水极易膨胀产生变形破坏等特点,严重影响矿山的开采及运输,目前,软岩巷道的变形破坏已经对矿山生产以及矿山人员的生命安全造成巨大的威胁,因此,对矿区软岩巷道变形破坏机理的研究已刻不容缓。本文以澜沧老厂铅矿凝灰岩巷道为主要研究对象,通过现场地质调查,较全面的研究了矿区地质背景及矿山开采工程地质背景,并总结了凝灰岩在各巷道的分布情况。运用工程类比法,首先通过水利水电岩石强度的分类标准,将矿区凝灰岩(C15+6)划分为软岩,根据前人经验类比可知,软岩抗压强度低,易发生变形破坏；其次,通过成因类型将凝灰岩划分为次生类型,根据前人经验类比可知,次生岩类是长期风化、水化等作用的产物,强度很低,易发生变形破坏；接着通过工程分类将凝灰岩划分为高应力与强膨胀复合软岩,在高应力与膨胀性作用下,凝灰岩更易发生变形破坏；通过岩体RMR分类将凝灰岩划分为V类岩体,该类岩体受地质构造影响严重,遇水易膨胀变形,是一种工程质量很差的岩体。运用微观分析法,从凝灰岩本身的矿物成分、水理性质、内部及外部膨胀性等方面对老厂矿区凝灰岩的变形机理进行分析。从微观角度说明凝灰岩巷道变形的机理,并证明了凝灰岩变形的机理与其本身矿物成分、水理性质、内部及外部膨胀性等因素密切相关。运用力学分析法,根据现场调查资料,总结出凝灰岩巷道变形规律；用FLAC模型模拟计算得出,凝灰岩巷道开挖后应力重新分布情况,在地应力的作用下,巷道两帮岩层首先受到挤压,两帮下沉挤压底板发生变形破坏导致底鼓,底鼓的变形量与两帮的下沉量成正比关系,澜沧老厂铅矿凝灰岩巷道破坏形式表现为底鼓与侧向挤压与模拟结果基本一致。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-17
  1.1 选题背景及意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-12
    1.2.1 软岩的国内外研究现状  8-12
      1.2.1.1 国外研究现状  9-11
      1.2.1.2 国内研究现状  11-12
  1.3 本论文研究内容、方法及技术路线  12-15
    1.3.1 研究内容  12-13
    1.3.2 研究方法  13-15
    1.3.3 技术路线  15
  1.4 完成工作量  15-17
第二章矿区地质背景及矿山开采工程地质背景  17-31
  2.1 矿区地质背景  17-27
    2.1.1 地层岩性  17
    2.1.2 构造  17-21
    2.1.3 火山岩  21-22
      2.1.3.1 老厂矿区火山旋回的划分  21-22
      2.1.3.2 岩浆岩特征  22
    2.1.4 矿区水文地质特征  22-27
      2.1.4.1 矿区含水层划分  23-24
      2.1.4.2 矿区地层富水性等级的划分  24
      2.1.4.3 矿区地下水的补、径、排  24-27
  2.2 矿山开采工程地质背景  27-31
    2.2.1 程地质岩组  27-28
    2.2.2 矿区开采巷道中凝灰岩的分布情况  28-31
      2.2.2.1 凝灰岩在1650巷道中的分布情况  28-29
      2.2.2.2 凝灰岩在1675巷道中的分布情况  29
      2.2.2.3 凝灰岩在1700巷道中的分布情况  29-31
第三章矿区巷道软岩的分类  31-39
  3.1 矿区软岩的概念  31-32
  3.2 矿区软岩的分类  32-38
    3.2.1 按岩石强度分类  32-33
    3.2.2 按成因分类  33-34
    3.2.3 按工程分类  34-37
    3.2.4 岩体的RMR分类  37-38
  3.3 本章小结  38-39
第四章老厂矿区凝灰岩变形的微观机理分析  39-44
  4.1 老厂矿区凝灰岩本身矿物成分影响变形的机理分析  39-40
  4.2 老厂矿区凝灰岩的水理变形机理分析  40-41
  4.3 老厂矿区凝灰岩的内部膨胀变形机理分析  41-42
  4.4 老厂矿区凝灰岩的外部膨胀变形机理分析  42-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章矿山开采凝灰岩巷道变形的力学机理分析  44-68
  5.1 矿区凝灰岩的力学性质  44-46
  5.2 老厂矿区凝灰岩巷道的变形特征及变形规律  46-49
    5.2.1 老厂矿区凝灰岩巷道变形特征  46-47
    5.2.2 老厂矿区凝灰岩巷道变形规律  47-49
  5.3 矿区凝灰岩巷道变形数值模拟分析  49-63
    5.3.1 FLAC软件的原理简介  49-52
    5.3.2 本构模型  52-53
    5.3.3 摩尔-库仑模型介绍  53-56
    5.3.4 FLAC的求解过程  56-57
    5.3.5 FLAC处理问题的一般步骤  57
    5.3.6 FLAC数值模拟  57-62
    5.3.7 模拟结果分析  62-63
  5.4 影响矿区凝灰岩巷道变形的其他因素  63-67
  5.5 本章小结  67-68
第六章结论与建议  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 建议  69-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研活动  71-72
参考文献  72-76
附录A(照片)  76-78

澜沧老厂铅矿软岩巷道变形机理分析

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