急傾斜脈群鎢礦開采過渡期圍巖力學環(huán)境模擬及采礦方法適應(yīng)性研究
發(fā)布時間:2021-08-06 03:05
鎢礦床成因類型為典型的巖漿期后中高溫熱液石英細脈帶型,此類成礦模式的礦床具有的明顯特征是:在水平方向上,一般以一組或多組平行的急傾斜脈狀形態(tài)賦存,脈群礦體之間為厚度不一的夾石層(夾墻);在豎直方向上,礦體產(chǎn)狀變化明顯,厚度和形態(tài)多樣,隨著深度的增加由上部的細脈帶過渡到細脈-大脈混合帶,脈間距變大,合理的回采方式也由分條回采過渡為合并回采,淺孔留礦法將向其它適用于合并回采的采礦方法所轉(zhuǎn)變。論文以過渡期細脈-大脈帶礦體的階段礦房法合并回采為出發(fā)點,選取某鎢礦山上述典型形態(tài)礦體為工程背景,參考及分析礦山實際生產(chǎn)情況,采用工程調(diào)查、力學試驗、數(shù)值模擬、理論分析等方式,對分段鑿巖階段礦房法在急傾斜脈群礦體群鎢礦中的應(yīng)用效果進行了研究,主要研究成果總結(jié)如下:(1)鉆取礦區(qū)不同深度圍巖定向巖芯,對巖樣進行單軸壓縮試驗和巴西圓盤劈裂試驗,以獲得基本力學參數(shù)。在試驗過程中,利用聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)開展原巖地應(yīng)力測量,運用綜合法識別Kaiser點,獲得礦區(qū)不同深度的地應(yīng)力水平。(2)通過細脈帶礦體精細化建模,模擬了淺孔留礦法回采上部細脈帶礦體過程中的應(yīng)力、位移分布特征,結(jié)果顯示回采后除接近地表圍巖少量破...
【文章來源】:江西理工大學江西省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
急傾斜脈群鎢礦床典型特征示意圖[2]
第二章過渡期開采中段圍巖基本物理力學參數(shù)及地應(yīng)力場估測11第二章過渡期開采中段圍巖基本物理力學參數(shù)及地應(yīng)力場估測巖石單軸抗壓強度、單軸抗拉強度、彈性模量、泊松比等基本力學參數(shù)和原巖地應(yīng)力大小是采礦工程活動分析論證的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),獲得這些數(shù)據(jù)簡便可靠的方法就是巖石室內(nèi)試驗。本試驗涉及礦區(qū)圍巖變質(zhì)石英砂巖(M)和石英巖(N)2種類型巖石。通過相對應(yīng)的力學試驗方法獲得上述力學參數(shù)數(shù)值,可定量化描述礦體的開采技術(shù)條件,為巖體的力學穩(wěn)定性理論分析和回采過程數(shù)值模擬提供基本的應(yīng)用數(shù)據(jù)資料,實現(xiàn)礦山的合理開采設(shè)計[51-53]。2.1單軸抗壓強度試驗單軸抗壓強度試驗是巖石力學試驗中最簡單也是最重要的,巖石的單軸抗壓強度是巖石力學分析的基礎(chǔ)參數(shù),直接反映了巖石的強弱與否。圖2-1為單軸壓縮試驗示意圖,圖2-2為現(xiàn)場試驗圖。按照比較通用的定義,巖石在單軸壓縮條件下發(fā)生破壞時試樣橫斷面上的極限壓應(yīng)力,叫單軸抗壓強度,用下式計算[54-55]:ssc=PAσ(2-1)式中:scσ為單軸抗壓強度(MPa);sP為巖石試樣破壞時的極限壓力(N);A為試樣橫截面面積(m2)。圖2-1巖石單軸壓縮試驗示意圖為了工程應(yīng)用的方便,光有應(yīng)力-應(yīng)變曲線的定性描述是不夠的,變形模量這一表征巖石的抗變形能力的參數(shù)也至關(guān)重要,單軸壓縮試驗中可得到的變形模量之一是:彈性模量。彈性模量反映了巖石的抗壓程度,一般可有應(yīng)力和應(yīng)變的比值確定。當應(yīng)力-應(yīng)變曲線為直線時,彈性模量由下式給出[56-57]:
第二章過渡期開采中段圍巖基本物理力學參數(shù)及地應(yīng)力場估測122121s-=-Eσσσσεε(2-2)式中:sE為彈性模量(GPa);1σ、2σ為峰前應(yīng)力應(yīng)變曲線直線段上任意兩點對應(yīng)的軸向應(yīng)力(MPa);1σε、2σε為對應(yīng)于1σ和2σ的軸向應(yīng)變。圖2-2巖石單軸壓縮試驗現(xiàn)場圖單軸抗壓強度試驗的有關(guān)測試結(jié)果見表2-1,試驗后的照片如圖2-3所示,試驗中記錄的應(yīng)力-應(yīng)變曲線見圖2-4。圖2-3巖石單軸壓縮試驗后現(xiàn)場圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高分段空場采礦法的應(yīng)用與施工優(yōu)化[J]. 王海軍,任萌. 有色金屬(礦山部分). 2013(05)
[2]基于強度折減與ANN-GA模型的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J]. 周科平,王星星,高峰. 中南大學學報(自然科學版). 2013(07)
[3]中深孔高分段空場嗣后充填法在會寶嶺鐵礦中的應(yīng)用[J]. 綦曉磊,宋肖杰. 有色金屬(礦山部分). 2013(03)
[4]中國鎢礦采礦技術(shù)現(xiàn)狀分析[J]. 鄭磊,余斌,胡建軍,龍濤. 有色金屬(礦山部分). 2013(01)
[5]聲發(fā)射測量地應(yīng)力綜合分析方法與實驗驗證[J]. 趙奎,閆道全,鐘春暉,支學藝,王曉軍,熊雪強. 巖土工程學報. 2012(08)
[6]中深孔高分段空場法開采急傾斜薄礦體[J]. 嚴成濤. 金屬礦山. 2009(S1)
[7]巖石點荷載作用下對應(yīng)力記憶效應(yīng)的聲發(fā)射數(shù)值模擬與試驗研究[J]. 趙奎,金解放,劉明松,王曉軍,何國強,支學藝. 巖石力學與工程學報. 2009(S1)
[8]相鄰薄礦脈回采方式分析[J]. 邱俊剛,杜云龍,劉福安. 金屬礦山. 2009(04)
[9]巖石聲發(fā)射Kaiser點信號頻帶能量分布和分形特征研究[J]. 趙奎,王更峰,王曉軍,金解放,鄧飛. 巖土力學. 2008(11)
[10]贛南鎢礦新類型及“五層樓+地下室”找礦模型[J]. 許建祥,曾載淋,王登紅,陳鄭輝,劉善寶,王成輝,應(yīng)立娟. 地質(zhì)學報. 2008(07)
博士論文
[1]脆性巖石變形機理及其變形過程模擬方法研究[D]. 張超.湖南大學 2017
[2]弓長嶺井下礦急傾斜薄礦體分段空場—崩落組合采礦法研究[D]. 任美霖.東北大學 2016
[3]脆性巖石強度與變形特性研究[D]. 彭俊.武漢大學 2015
[4]融合聚類分析的故障檢測和分類研究[D]. 祝志博.浙江大學 2012
碩士論文
[1]江西省淘錫坑“地下室”型鎢礦床地質(zhì)特征及成因機制研究[D]. 曾樂.吉林大學 2016
[2]急傾斜薄礦體開采方法與安全技術(shù)研究[D]. 王江.中南大學 2013
[3]復雜急傾斜薄礦脈采礦方法試驗研究[D]. 賴偉.長沙礦山研究院 2012
[4]鳳凰山銀礦急傾斜破碎不穩(wěn)固薄礦體開采技術(shù)研究[D]. 鄧良.中南大學 2011
[5]巖石劈裂試驗、單軸壓縮和直接拉伸變形特性的實驗研究[D]. 吳永勝.昆明理工大學 2009
本文編號:3324944
【文章來源】:江西理工大學江西省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
急傾斜脈群鎢礦床典型特征示意圖[2]
第二章過渡期開采中段圍巖基本物理力學參數(shù)及地應(yīng)力場估測11第二章過渡期開采中段圍巖基本物理力學參數(shù)及地應(yīng)力場估測巖石單軸抗壓強度、單軸抗拉強度、彈性模量、泊松比等基本力學參數(shù)和原巖地應(yīng)力大小是采礦工程活動分析論證的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù),獲得這些數(shù)據(jù)簡便可靠的方法就是巖石室內(nèi)試驗。本試驗涉及礦區(qū)圍巖變質(zhì)石英砂巖(M)和石英巖(N)2種類型巖石。通過相對應(yīng)的力學試驗方法獲得上述力學參數(shù)數(shù)值,可定量化描述礦體的開采技術(shù)條件,為巖體的力學穩(wěn)定性理論分析和回采過程數(shù)值模擬提供基本的應(yīng)用數(shù)據(jù)資料,實現(xiàn)礦山的合理開采設(shè)計[51-53]。2.1單軸抗壓強度試驗單軸抗壓強度試驗是巖石力學試驗中最簡單也是最重要的,巖石的單軸抗壓強度是巖石力學分析的基礎(chǔ)參數(shù),直接反映了巖石的強弱與否。圖2-1為單軸壓縮試驗示意圖,圖2-2為現(xiàn)場試驗圖。按照比較通用的定義,巖石在單軸壓縮條件下發(fā)生破壞時試樣橫斷面上的極限壓應(yīng)力,叫單軸抗壓強度,用下式計算[54-55]:ssc=PAσ(2-1)式中:scσ為單軸抗壓強度(MPa);sP為巖石試樣破壞時的極限壓力(N);A為試樣橫截面面積(m2)。圖2-1巖石單軸壓縮試驗示意圖為了工程應(yīng)用的方便,光有應(yīng)力-應(yīng)變曲線的定性描述是不夠的,變形模量這一表征巖石的抗變形能力的參數(shù)也至關(guān)重要,單軸壓縮試驗中可得到的變形模量之一是:彈性模量。彈性模量反映了巖石的抗壓程度,一般可有應(yīng)力和應(yīng)變的比值確定。當應(yīng)力-應(yīng)變曲線為直線時,彈性模量由下式給出[56-57]:
第二章過渡期開采中段圍巖基本物理力學參數(shù)及地應(yīng)力場估測122121s-=-Eσσσσεε(2-2)式中:sE為彈性模量(GPa);1σ、2σ為峰前應(yīng)力應(yīng)變曲線直線段上任意兩點對應(yīng)的軸向應(yīng)力(MPa);1σε、2σε為對應(yīng)于1σ和2σ的軸向應(yīng)變。圖2-2巖石單軸壓縮試驗現(xiàn)場圖單軸抗壓強度試驗的有關(guān)測試結(jié)果見表2-1,試驗后的照片如圖2-3所示,試驗中記錄的應(yīng)力-應(yīng)變曲線見圖2-4。圖2-3巖石單軸壓縮試驗后現(xiàn)場圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高分段空場采礦法的應(yīng)用與施工優(yōu)化[J]. 王海軍,任萌. 有色金屬(礦山部分). 2013(05)
[2]基于強度折減與ANN-GA模型的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J]. 周科平,王星星,高峰. 中南大學學報(自然科學版). 2013(07)
[3]中深孔高分段空場嗣后充填法在會寶嶺鐵礦中的應(yīng)用[J]. 綦曉磊,宋肖杰. 有色金屬(礦山部分). 2013(03)
[4]中國鎢礦采礦技術(shù)現(xiàn)狀分析[J]. 鄭磊,余斌,胡建軍,龍濤. 有色金屬(礦山部分). 2013(01)
[5]聲發(fā)射測量地應(yīng)力綜合分析方法與實驗驗證[J]. 趙奎,閆道全,鐘春暉,支學藝,王曉軍,熊雪強. 巖土工程學報. 2012(08)
[6]中深孔高分段空場法開采急傾斜薄礦體[J]. 嚴成濤. 金屬礦山. 2009(S1)
[7]巖石點荷載作用下對應(yīng)力記憶效應(yīng)的聲發(fā)射數(shù)值模擬與試驗研究[J]. 趙奎,金解放,劉明松,王曉軍,何國強,支學藝. 巖石力學與工程學報. 2009(S1)
[8]相鄰薄礦脈回采方式分析[J]. 邱俊剛,杜云龍,劉福安. 金屬礦山. 2009(04)
[9]巖石聲發(fā)射Kaiser點信號頻帶能量分布和分形特征研究[J]. 趙奎,王更峰,王曉軍,金解放,鄧飛. 巖土力學. 2008(11)
[10]贛南鎢礦新類型及“五層樓+地下室”找礦模型[J]. 許建祥,曾載淋,王登紅,陳鄭輝,劉善寶,王成輝,應(yīng)立娟. 地質(zhì)學報. 2008(07)
博士論文
[1]脆性巖石變形機理及其變形過程模擬方法研究[D]. 張超.湖南大學 2017
[2]弓長嶺井下礦急傾斜薄礦體分段空場—崩落組合采礦法研究[D]. 任美霖.東北大學 2016
[3]脆性巖石強度與變形特性研究[D]. 彭俊.武漢大學 2015
[4]融合聚類分析的故障檢測和分類研究[D]. 祝志博.浙江大學 2012
碩士論文
[1]江西省淘錫坑“地下室”型鎢礦床地質(zhì)特征及成因機制研究[D]. 曾樂.吉林大學 2016
[2]急傾斜薄礦體開采方法與安全技術(shù)研究[D]. 王江.中南大學 2013
[3]復雜急傾斜薄礦脈采礦方法試驗研究[D]. 賴偉.長沙礦山研究院 2012
[4]鳳凰山銀礦急傾斜破碎不穩(wěn)固薄礦體開采技術(shù)研究[D]. 鄧良.中南大學 2011
[5]巖石劈裂試驗、單軸壓縮和直接拉伸變形特性的實驗研究[D]. 吳永勝.昆明理工大學 2009
本文編號:3324944
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