【摘要】：多層厚礦體分層充填開采對上覆原巖地層的應(yīng)力分布產(chǎn)生了多次擾動與破壞,此時再在多次附加應(yīng)力場演變后的地層中掘進巷道,由此在巷道圍巖中產(chǎn)生心的附件應(yīng)力,并與開采擾動的附加應(yīng)力場產(chǎn)生再疊加效應(yīng),這與原巖中掘進巷道有本質(zhì)區(qū)別;同時還有手段復(fù)雜工程地質(zhì)構(gòu)造與地層分布的影響。這些不利因素對巷道的掘進與支護造成巨大的困難,由此深化研究復(fù)雜巖體開挖的力學(xué)特性及其變形破壞規(guī)律具有重要的應(yīng)用價值。本文以馬城鐵礦2、11和12號礦體的開采為工程背景,采用數(shù)值模擬和理論研究的手段,系統(tǒng)分析礦體在多次開采擾動作用下圍巖應(yīng)力場和位移場的演化規(guī)律,揭示巷道圍巖的變形與破壞機制,并采用相應(yīng)的安全措施對巷道進行加固處理。主要研究結(jié)果如下:(1)基于馬城鐵礦的設(shè)計開采方案,應(yīng)用有限元數(shù)值模擬方法,系統(tǒng)模擬了采區(qū)多階段重復(fù)采動下其圍巖的應(yīng)力場和位移場的演化規(guī)律,分析研究各層巷道圍巖在開采擾動下的穩(wěn)定性,判斷巷道的安全性,為巷道的支護加固提供指導(dǎo)。(2)根據(jù)巷道圍巖應(yīng)力場的分析結(jié)果,對各個位置處的巷道進行安全性評價。對2號礦體和11、12號礦體的危險區(qū)巷道進行了加固方案優(yōu)化設(shè)計,然后應(yīng)用數(shù)值模擬方法加固方案進行檢驗,結(jié)果滿足安全生產(chǎn)要求。(3)通過采集現(xiàn)場的應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù),在灰色理論的基礎(chǔ)的上,建立了預(yù)測巷道應(yīng)力的GM(1,1)模型,確定各個巷道預(yù)測模型的最佳建模維數(shù),并對不安全區(qū)域的巷道應(yīng)力進行預(yù)測,并以此作為巷道加固的依據(jù)。
【圖文】：

馬城鐵礦是一個大型鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦床，在勘探的時候便將其分成了十逡逑五個不同的礦體結(jié)構(gòu)，在經(jīng)過初步的勘查工作之后，新增了ｘｖｉ、ｘｖｎ號礦體，逡逑也就是說在全區(qū)內(nèi)共有十七個礦體，按照編號，我們依次將其界定為Ｉ？ｘｖｎ礦逡逑體，在這十七個礦體中，第Ｉ、ＩＩ、Ｖ號為主礦體。在圖２－２中所顯示的就是主礦逡逑

Ｙ邋＾逡逑＂＾邐／＾Ｓ逡逑圖２－２主礦體分布圖逡逑從礦體層狀以及結(jié)構(gòu)等方面來對產(chǎn)出狀況的研究，能夠發(fā)現(xiàn)在每一個礦體中逡逑都會存在多層鐵礦層，并且其淺部的夾石則比較多，，還存在自然膨脹以及收縮的逡逑現(xiàn)象，其深部則呈現(xiàn)出規(guī)則板狀狀態(tài)，并且會逐漸的加厚，內(nèi)部的夾石層也會逐逡逑漸的減少。逡逑在整個礦區(qū)的十七個礦體中，第Ｉ、ＩＩ、Ｖ號主礦體的規(guī)模也是最大的，從礦逡逑體長度上來說，分別為１７５０ｍ、１２１０ｍ、２１００ｍ，平均礦石厚度分別為３５．８０ｍ、逡逑１２０．８８ｍ、８０．２０ｍ，其中最厚的地方能夠達到２９９．５０ｍ，最大的傾斜延伸為１９５６ｍ。逡逑該礦區(qū)位于灤河沖洪積扇一級階地，在礦區(qū)內(nèi)部的地勢非常的平坦，海拔高逡逑度在１３－２０ｍ之間
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD322.4;TD861.1

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本文編號：2593770