我國有著豐富的石膏礦產(chǎn)資源,近年來由于不合理的開采,加之后期缺乏合理的維護和監(jiān)管,石膏礦礦難事故不斷發(fā)生,其中以采空區(qū)大面積坍塌造成人員傷亡的事故最為嚴重。本文針對蘇北石膏礦存在的超寬、超高開采及采空區(qū)泡水等一些問題,綜合運用現(xiàn)場調(diào)研、實驗室測試、理論分析及數(shù)值計算的研究方法,對石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定性做出系統(tǒng)的研究,主要研究成果如下:(1)對不同浸水天數(shù)的石膏巖的含水率進行測試,并通過SEM電鏡掃描分析石膏巖微觀裂隙的發(fā)育規(guī)律;通過實驗室試驗對不同浸水天數(shù)的石膏巖的抗壓、抗拉強度等力學(xué)性能進行測試,并對測試結(jié)果進行擬合分析,得到石膏巖的彈性模量、泊松比等力學(xué)參數(shù),為采空區(qū)穩(wěn)定性的數(shù)值模擬以及礦柱安全系數(shù)的計算等提供基本參數(shù)。測試結(jié)果表明,浸水后石膏巖的力學(xué)性能不斷下降,從而使采空區(qū)的礦柱及頂板的強度下降,導(dǎo)致事故發(fā)生。(2)基于微元體破壞數(shù)目定義損傷因子,建立不同浸水時間石膏巖單軸壓縮本構(gòu)模型,推導(dǎo)本構(gòu)方程,分析了石膏巖浸水后的脆性系數(shù)變化規(guī)律;采用聲發(fā)射設(shè)備對不同浸水天數(shù)的石膏巖聲發(fā)射特征進行測試和分析,結(jié)合應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析不同浸水時間石膏巖在壓縮過程中的能量演化特征,基于聲發(fā)射特征及能...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和方法
    1.4 技術(shù)路線
2 不同含水率下石膏巖微觀結(jié)構(gòu)分析
    2.1 試樣制備
    2.2 石膏巖含水率測試
    2.3 石膏巖SEM電鏡掃描分析
    2.4 本章小結(jié)
3 不同含水率石膏巖力學(xué)性能試驗研究
    3.1 浸水石膏巖單軸抗壓強度測試
    3.2 浸水石膏巖劈裂抗拉強度測試
    3.3 浸水石膏巖三軸壓縮力學(xué)性能試驗研究
    3.4 石膏巖單、三軸壓縮強度與變形特征對比分析
    3.5 單、三軸壓縮破壞特征對比與分析
    3.6 本章小結(jié)
4 不同含水率石膏巖損傷破壞過程能量演化及聲發(fā)射特征研究
    4.1 單軸壓縮條件下石膏巖能量特征
    4.2 三軸壓縮條件下石膏巖能量特征
    4.3 石膏巖三軸壓縮聲發(fā)射特征研究
    4.4 考慮浸水時間條件下石膏巖單軸損傷本構(gòu)模型
    4.5 考慮浸水時間條件下石膏巖三軸損傷本構(gòu)模型
    4.6 本章小結(jié)
5 浸水石膏礦采空區(qū)穩(wěn)定性分析
    5.1 采空區(qū)穩(wěn)定性數(shù)值模擬
    5.2 礦柱破壞失穩(wěn)機理及浸水對其安全系數(shù)影響評價分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4017215