地下金属矿山岩层移动角与移动范围的确定方法研究精选.docVIP

中南大学硕士学位论文 摘要 摘要 矿山开采必然引起地表下沉，研究岩层移动与沉陷问题成为一个重要课题。我国一些地下金属矿山，由于开采设计中采用的移动角不甚合理，使得地表的建筑物和生产设施处于移动区内而产生变形破坏，不仅给矿山造成了经济损失，而且对矿山的安全生产构成巨大的威胁。 本文针对永平铜矿露天、地下联合开采现状，对采场覆岩特别是上覆岩层在开采过程中的应力变化和变形特性的研究，从流变学的角度总结出了岩层特别是地表的下沉随时间的变化规律。通过分析了采场区域应力变化对覆岩特别是地表移动变形的影响。岩层移动角主要受到上覆岩层岩性、开采深度、开采厚度、采矿方法等因素影响；总结岩层移动角的确定方法，对岩石流变性对移动角的影响进行分析。初步弄清了采矿作业对地表岩层移动的主要影响因素和运动规律。 通过对岩层移动与岩石蠕变的相关性分析，得到岩石蠕变特性与损伤模型，对加载过程中蠕变损伤方程进行介绍和推导。用流变力学原理推导地表移动下沉值与时间的函数关系式，通过对岩层移动角计算公式的修正，得到更为精确的移动角，有效地对开采地表变形进行预计。 使用岩移参数确定方法对永平铜矿３撑，硝、群勘探线剖面进行地表移动分析，结合地下开采初步设计，确定永平铜矿移动角，得到整个开采范围的地表移动带。通过Ｓｕｒｐａｃ建立三维可视模型，将确定的移动带在三维的模型上能够显示出来。关键词：移动角，移动范围，蠕变理论模型，损伤模型，三维可视模型 ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｗｏｕｌｄ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ．Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｃｋ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅａ．Ｓｏｍｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ ｗｈｉｃｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａ???ｇｌｅ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｉｎ ｔｈｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅａ．Ｉｔ ｂｒｉｎｇｓ ｈｕｇｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｌｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｔｈｒｅａｔ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｓａｆｅｔｙ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ‘‘Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｕｅ ｔｏ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ Ｙｏｎｇｐｉｎｇ Ｏｐｅｎ·ｐｉｔＣｏｐｐｅｒ Ｍｉｎｅ”．Ａｐｐｌｉｅｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ｇｅｔ ｆｒｏｍ ｔｅｓｔ ｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅａ．Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ，ｍｉｎｉｎｇ ｄｅｐｔｈ，ｍｉｎｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ，ｍｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ Ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆｃｏｎｆｉｒｍ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｒｅｅｐ ｔｏ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅ，ａｎｄ ｕｎｃｏｖｅｒｓ ｐｒｉｍａｒｉｌｙ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｒｅａｓｏｎｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅｐａＲｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｃｋ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ａｓ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｇｏｉｎｇ ｏｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ Ｙｏｎｇｐｉｎｇ Ｏｐｅｎ—ｐｉｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｍｉｎｅ． Ｉｔ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｃｒｅ印ｄａｍａｇｅ ｍｏｄｅｌ ｄｅｐｅｎｄ ｏｎｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｒｅｅｐ．Ｉｔ ｄｅｒｉｖｅｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｖａｌｕｅｓ ｂｙ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ．ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ．Ｗｅｃｏｕｌｄ ｇｅｔ