论文部分内容阅读
地下能源与矿产资源的有效、稳定开发和利用是保持国民经济持续发展和国家经济安全战略实施的重要保障。随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,浅部资源日益减少,国内外矿山都相继进入深部资源开采状态。随着开采深度的不断增加,地质环境更加复杂,地应力增大、涌水量增多、地温升高,导致突发性工程灾害和重大恶性事故增加。
本文以綦江铁矿白石潭矿区的12阶段的顶底板及矿柱的稳定性为研究对象,结合大量的现场数据和资料,主要进行了以下几个方面的工作:
①对采场巷道(掌子面)稳定性研究的国内外现状进行调研,了解目前该领域的研究进展方向。
②通过单轴抗拉、单轴抗压和三轴抗压室内试验确定出岩块的力学参数,再根据区域地质资料和专家经验对岩石强度进行修正,获得数值模拟的计算参数。
③为了计算白石潭矿区12阶段开挖后围岩二次应力场分布和围岩稳定性,利用弹塑性理论及其分析方法进行理论推导,建立计算数学模型,分别对矿柱的破坏,巷道节理岩体的强度及破碎软弱岩体的稳定性进行分析。
④应用ANSYS软件对12阶段掌子面稳定的进行数值模拟,分析了标准设计开挖方案下沿走向和倾向两个剖面的垂直应力、水平应力、垂直塑性应变、水平塑性应变和各监控点垂直方向的位移UY在整个开挖过程中的分布和变化情况。确定出应力和应变最为集中的区域、塑性区域的分布和大小和各个监控点的垂直位移的变化情况,为改善开挖过程中的应力分布情况和加固区域提供依据。