本文關鍵詞：開挖卸荷誘發(fā)巷道圍巖失穩(wěn)特性及支護方法研究

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【摘要】：本文以會澤鉛鋅礦麒麟廠8#礦體為研究背景,以數值模擬為研究手段,從礦山工程地質情況著手,結合礦山巖石物理力學參數,分別從工程開挖引起的應力重分布和位移變化及聲發(fā)射等方面揭示了該區(qū)應力演化方式及巷道圍巖體失穩(wěn)機理,以期對今后采掘工作中巖爆災害的防治有一定的借鑒與參考意義。主要研究內容如下：(1)對深部巷道的圍巖進行了FLAC3D數值模擬穩(wěn)定性分析,研究深部構造應力場中水平應力以及垂直應力的重分布對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響,數值模擬結果得出了井下巷道圍巖的裂隙發(fā)育、擴展到破壞的過程,并對其力學性質進行了分析；(2)根據監(jiān)測點所示的位移、應力值及其塑性區(qū)的發(fā)展變化,揭示巷道最大變形量及其區(qū)域位置,基于應力判據進行巖爆的預測分析,研究了高應力條件下深部巷道開挖誘發(fā)圍巖失穩(wěn)機理；(3)采用巖石破壞過程分析軟件RFPA2D研究在應力分異作用下的深部巷道圍巖破裂的過程,從細觀力學分析角度,探索巖巷在構造應力場條件下的裂紋萌生、擴展直至貫通破壞全過程,直觀形象的表述開挖加卸荷誘使圍巖失穩(wěn)過程。(4)根據FLAC3D和RFPA2D模擬所得規(guī)律,對巷道進行支護。利用松動圈理論法和工程類比法計算相關支護參數,提出三種支護方案,利用三維有限差分軟件FLAC3D進行數值模擬,通過無支護和三種支護方案的數值模擬結果對比分析,對會澤鉛鋅礦深部巷道的穩(wěn)定性和支護方法進行了對比分析,選擇合理支護方案,以提高巷道的穩(wěn)定性。本文采用FLAC3D和RFPA2D軟件,對深部高應力巷道開挖過程中的應力重分布進行跟蹤分析,揭示巷道圍巖失穩(wěn)誘發(fā)巖爆的過程,優(yōu)選了合理的支護方式,為巖爆機理研究和礦山巖爆控制提供依據。
【關鍵詞】：深部巷道 數值模擬 圍巖穩(wěn)定性 巷道支護
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD353
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及意義10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 深部巷道圍巖失穩(wěn)機制10-11
• 1.2.2 圍巖穩(wěn)定性研究方法11-12
• 1.2.3 巷道失穩(wěn)FLAC分析方法12-13
• 1.2.4 巷道失穩(wěn)RFPA數值分析13-14
• 1.2.5 巖爆的預測方法14-15
• 1.2.6 巷道支護15-16
• 1.3 存在問題及研究內容16-17
• 1.4 本文研究技術路線17-18
• 第二章 礦山深部開采概況18-27
• 2.1 工程地質環(huán)境18-21
• 2.1.1 礦區(qū)地理位置及自然條件18
• 2.1.2 礦床區(qū)域構造18-19
• 2.1.3 礦區(qū)地層19-21
• 2.2 礦區(qū)水文地質21-23
• 2.2.1 地表水21-22
• 2.2.2 氣候22
• 2.2.3 含(隔)水層及富水性22
• 2.2.4 礦區(qū)水文地質邊界及其補給、徑流、排泄條件22-23
• 2.2.5 坑道充水特征23
• 2.3 礦床規(guī)模和礦體特征23-25
• 2.3.1 礦床規(guī)模23-24
• 2.3.2 礦體特征24-25
• 2.4 開采概況25-27
• 2.5 深部巷道圍巖巖爆情況26-27
• 第三章 卸荷誘發(fā)深部巷道圍巖巖爆機理及控制方法27-38
• 3.1 巖爆理論27-32
• 3.2 卸荷誘發(fā)巖爆機理32-33
• 3.3 巖爆判別與控制33-38
• 3.3.1 巖爆判別方法33-36
• 3.3.2 巖爆防治36-38
• 第四章 開挖加卸荷誘發(fā)巷道圍巖失穩(wěn)機理研究38-68
• 4.1 FLAC~(3D)的特點38-43
• 4.1.1 FLAC~(3D)的求解過程39
• 4.1.2 本構模型39-40
• 4.1.3 FLAC~(3D)內嵌語言FISH40-41
• 4.1.4 圍巖受力分析41
• 4.1.5 屈服準則41-43
• 4.2 有限元分析方案43-44
• 4.3 有限元模型的建立44-48
• 4.3.1 巖體物理力學參數選取44-45
• 4.3.2 地應力場及初始應力場45-46
• 4.3.3 計算模型區(qū)域及幾何尺寸46
• 4.3.4 模型邊界條件及開挖方式46-47
• 4.3.5 圍巖應力監(jiān)測47-48
• 4.4 模擬計算過程48-66
• 4.4.1 巷道開挖過程中位移計算分析51-55
• 4.4.2 巷道開挖過程中應力計算分析55-60
• 4.4.3 巖爆預測分析60-62
• 4.4.4 塑性區(qū)分布62-63
• 4.4.5 加卸荷誘發(fā)巷道圍巖失穩(wěn)機理研究63-66
• 4.5 本章小結66-68
• 第五章 基于RFPA的巷道破壞過程數值分析68-80
• 5.1 RFPA基本原理簡介68-70
• 5.1.1 RFPA基本思想68-69
• 5.1.2 RFPA基本分析步驟69-70
• 5.2 模型建立70-72
• 5.3 計算結果分析72-79
• 5.4 本章小結79-80
• 第六章 巷道支護及其方案優(yōu)化80-93
• 6.1 支護形式及參數80-83
• 6.2 建立數值模型83-84
• 6.3 數值模擬結果對比分析84-90
• 6.3.1 最大主應力分析84-85
• 6.3.2 支護后位移變化分析85-89
• 6.3.3 塑性區(qū)分析89-90
• 6.4 巖爆傾向性分析90-92
• 6.5 本章小結92-93
• 第七章 結論與展望93-95
• 7.1 結論93
• 7.2 展望93-95
• 致謝95-96
• 參考文獻96-101
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文、參與科研項目及獲獎情況101
• 一、發(fā)表的論文101
• 二、參與的科研項目101
• 三、獲獎情況101

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本文編號：761411