本文關(guān)鍵詞：基于結(jié)構(gòu)可靠度的自走鐵礦礦柱蠕變特性及穩(wěn)定性研究

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【摘要】：本文依托魯電礦業(yè)公司自走鐵礦12#線～17#線,1530m～1630m之間礦體的開采設(shè)計,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查、理論分析、數(shù)值模擬計算等多方面的研究手段,針對開采中的礦柱進行長期穩(wěn)定性研究。同時,分析和總結(jié)點安全系數(shù)、可靠指標(biāo)值以及礦柱強度(包括強度衰減過程)三者之間的規(guī)律,這對以后礦山生產(chǎn)設(shè)計中點安全系數(shù)合理取值或礦柱穩(wěn)定分析具有指導(dǎo)性意義。綜合全文,取得的主要研究成果如下：1、對采場巖體結(jié)構(gòu)可靠度分析方法的一般步驟和計算過程進行了總結(jié),并應(yīng)用Matlab軟件編寫了響應(yīng)面法+JC法的可靠度計算程序。2、通過對礦柱蠕變試驗數(shù)據(jù)進行處理分析,選取西原加速模型作為最適宜的流變模型,并得到了蠕變?nèi)^程曲線和長期強度方程,礦柱的長期強度值為1.11Mpa。3、對自走鐵礦礦柱抗剪強度參數(shù)進行統(tǒng)計分析,得出粘聚力和內(nèi)摩擦角的數(shù)字特征,后經(jīng)過分布假設(shè)和檢驗,結(jié)果表明其分布情況均符合正態(tài)分布。4、利用強度折減法,就單一間隔礦柱模型進行了強度衰減過程模擬計算。在模擬過程中發(fā)現(xiàn),點安全系數(shù)值和可靠指標(biāo)值呈明顯的非線性關(guān)系；在安全系數(shù)值不變的情況下,隨著強度的衰減,可靠度逐漸降低；在可靠指標(biāo)值不變的情況下,隨著強度的衰減,安全系數(shù)的合理值在不斷增大。5、將上述結(jié)論和規(guī)律應(yīng)用于自走鐵礦工程實例中,對自走鐵礦12#線～17#線,1530m～1630m之間的礦柱進行了長期強度穩(wěn)定性分析研究,最后建議點安全系數(shù)合理取值為1.29。
【關(guān)鍵詞】：礦柱穩(wěn)定性 蠕變 隨機參數(shù)統(tǒng)計分析 點安全系數(shù) 可靠度計算
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD861.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題的提出意義及研究背景11-12
• 1.1.1 課題的提出意義11
• 1.1.2 課題的研究背景11-12
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-14
• 1.2.1 地下礦山工程可靠度計算分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 巖石(體)材料的蠕變特性研究13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線14-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 研究技術(shù)路線15-17
• 第二章 地下采場結(jié)構(gòu)可靠度分析研究17-30
• 2.1 地下采場的不確定因素分析17-18
• 2.1.1 地下巖土工程中的不確定性17
• 2.1.2 統(tǒng)計引起的不確定性17-18
• 2.1.3 模型不準(zhǔn)確引起的不確定性18
• 2.2 采礦工程可靠度分析一般過程18-19
• 2.3 時變可靠度的基本概念19-21
• 2.3.1 可靠度的基本概念19-20
• 2.3.2 時變可靠度分析思想20-21
• 2.4 極限狀態(tài)方程21
• 2.5 可靠度計算方法21-30
• 2.5.1 一次二階矩可靠度分析法21-26
• 2.5.2 響應(yīng)面法26-30
• 第三章 礦柱長期強度特性研究30-43
• 3.1 蠕變理論的基本定義30-31
• 3.2 蠕變模型31-34
• 3.2.1 蠕變理論典型元件模型32-33
• 3.2.2 西原模型的改進33-34
• 3.3 礦柱蠕變特性試驗研究34-39
• 3.3.1 試樣的制備和說明35
• 3.3.2 試驗設(shè)備35-36
• 3.3.3 單軸抗壓試驗36
• 3.3.4 單軸蠕變試驗36-39
• 3.4 蠕變試驗數(shù)據(jù)處理39-41
• 3.4.1 西原模型擬合39-40
• 3.4.2 西原加速模型擬合40-41
• 3.5 長期強度曲線方程的確定41-42
• 3.6 礦柱長期強度的確定42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 礦柱力學(xué)隨機參數(shù)統(tǒng)計分析43-57
• 4.1 樣本容量43-44
• 4.2 隨機變量的數(shù)字特征44-46
• 4.2.1 數(shù)學(xué)期望44-45
• 4.2.2 隨機變量函數(shù)的數(shù)學(xué)期望45
• 4.2.3 方差、均方差及變異系數(shù)45-46
• 4.3 樣本概率分布類型及其選擇46-51
• 4.3.1 常用的標(biāo)準(zhǔn)概率分布類型46-50
• 4.3.2 分布類型的選擇50-51
• 4.4 概率分布的顯著性檢驗51-52
• 4.4.1 χ~2檢驗法51
• 4.4.2 K-S檢驗法51-52
• 4.5 總體參數(shù)估計52-54
• 4.5.1 矩估計法53-54
• 4.5.2 最大似然估計法54
• 4.6 自走鐵礦礦柱隨機參數(shù)統(tǒng)計分析54-57
• 第五章 單一礦柱強度衰減模擬研究57-74
• 5.1 采空區(qū)頂板—間隔礦柱力學(xué)研究分析57-60
• 5.1.1 突變理論分析方法57-58
• 5.1.2 頂板-間隔礦柱力學(xué)模型的構(gòu)建及分析58-60
• 5.2 礦柱穩(wěn)定性分析方法60-62
• 5.2.1 巖體強度折減法60-61
• 5.2.2 點安全系數(shù)法61-62
• 5.3 礦柱強度的衰減過程模擬研究分析62-68
• 5.3.1 模型的建立63
• 5.3.2 計算參數(shù)及約束邊界條件設(shè)置63-64
• 5.3.3 計算方案64-65
• 5.3.4 計算結(jié)果分析65-68
• 5.4 點安全系數(shù)法分析研究68-70
• 5.5 可靠度計算分析研究70-72
• 5.5.1 極限狀態(tài)方程的建立70
• 5.5.2 可靠度計算70-71
• 5.5.3 計算結(jié)果分析71-72
• 5.6 礦柱穩(wěn)定性計算結(jié)果分析72-73
• 5.7 本章小結(jié)73-74
• 第六章 工程應(yīng)用74-85
• 6.1 礦山概況74
• 6.2 礦床地質(zhì)概況74-76
• 6.2.1 地層系統(tǒng)74
• 6.2.2 礦床賦存條件74-75
• 6.2.3 礦體特征75
• 6.2.4 礦石特征75
• 6.2.5 水文地質(zhì)概況75-76
• 6.3 12線～17線開采現(xiàn)狀76
• 6.4 礦柱長期強度數(shù)值模擬研究76-81
• 6.4.1 模型建立的簡化和假設(shè)條件76
• 6.4.2 模型的建立和網(wǎng)格劃分76-77
• 6.4.3 數(shù)值模擬參數(shù)及約束條件設(shè)置77-78
• 6.4.4 初始地應(yīng)力場生成78
• 6.4.5 模擬方案設(shè)計78
• 6.4.6 模擬結(jié)果分析78-81
• 6.5 基于可靠度計算的點安全系數(shù)法結(jié)果分析81-84
• 6.6 本章小結(jié)84-85
• 第七章 結(jié)論及展望85-87
• 7.1 主要結(jié)論85-86
• 7.2 存在問題及展望86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻88-92
• 附錄 (Mtalab單點響應(yīng)面法可靠度計算程序)92-93
• 附錄 (第六章單一礦柱最小應(yīng)力云圖)93-94
• 附錄 (第七章部分礦柱點安全系數(shù)、可靠指標(biāo)值云圖)94-96
• 附錄 (攻讀碩士期間發(fā)表論文及參與科研項目情況)96

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本文編號：925709