学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

深井巷道失稳分析及锚杆支护参数优化

作　者: 黄志国
导　师: 罗周全
学　校: 中南大学
专　业: 采矿工程
关键词: 深部巷道数值模拟动荷载锚杆支护参数优化
分类号: TD353
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 364次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

金属矿山深部开采巷道失稳日益成为困扰采矿正常生产的主要问题之一。本文针对冬瓜山铜矿深井开采巷道失稳问题,综合运用理论分析、数值模拟、现场调查相结合的方法,对深部高应力条件下地下采矿巷道稳定性和动荷载作用下巷道响应特征进行了分析,研究了不同应力场中深部巷道失稳破坏的规律,提出了深部巷道的支护方案,并且优化了支护参数。主要研究内容如下：(1)运用Flac3D数值分析软件对不同构造应力场中深部巷道围岩稳定性进行了模拟,研究了深部构造应力场中垂直应力、水平应力对巷道稳定性的影响,初步获得了巷道围岩失稳的基本规律；(2)运用Flac3D数值分析软件,研究了深部构造应力场中动荷载峰值应力和扰动频率变化对不同静压下巷道稳定性的影响规律；(3)利用RFPA分析了静力荷载作用下深部岩巷破坏的过程,从细观角度研究了巷道围岩在构造应力场作用下裂纹萌生、扩展直至贯通破坏的全过程,为支护方案的选择和确定奠定了基础；(4)在上述研究的基础上,结合冬瓜山具体的工程实际,运用悬吊理论、松动圈理论和工程类比法等理论计算得出了巷道锚杆支护的参数,提出了三种不同网度的锚杆支护方案,并对支护参数进行了优化,为巷道支护提供了可靠的依据。本文紧密结合工程实践,运用数值计算软件对深部巷道的破坏和失稳机理进行了较为深入的研究,为深部巷道的支护奠定了基础,具有较为重要的理论意义和工程应用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题的由来、研究目的及意义  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-15
    1.3.1 巷道变形失稳研究现状  11-13
    1.3.2 深部巷道支护研究现状  13
    1.3.3 巷道稳定性分析方法研究现状  13-15
  1.4 主要研究内容及技术路线  15-16
  1.5 本章小结  16-17
第二章构造应力场中巷道稳定性分析  17-29
  2.1 数值模型的建立  17-20
    2.1.1 几何模型  17-18
    2.1.2 围岩参数选取  18
    2.1.3 边界条件  18-19
    2.1.4 屈服准则  19-20
  2.2 模拟方案  20-21
  2.3 围岩垂直压力对巷道稳定性的影响  21-24
  2.4 构造应力系数对巷道稳定性的影响  24-28
  2.5 本章小节  28-29
第三章动荷载作用下巷道稳定性分析  29-45
  3.1 模拟流程  29
  3.2 数值模型的建立及参数的选取  29-33
    3.2.1 数值模型的建立  29-30
    3.2.2 岩石物理力学参数  30-31
    3.2.3 约束条件选择  31-32
    3.2.4 阻尼系数的确定  32-33
    3.2.5 动荷载的施加  33
  3.3 模拟方案  33
  3.4 监测点的布置  33-34
  3.5 模拟结果及分析  34-43
    3.5.1 动荷载峰值应力对巷道的动力响应  34-38
    3.5.2 动荷载扰动频率对巷道的动力响应  38-43
  3.6 本章小结  43-45
第四章基于RFPA的巷道破坏过程数值分析  45-57
  4.1 RFPA简介  45-47
    4.1.1 RFPA基本思想  45-47
    4.1.2 RFPA基本分析步骤  47
  4.2 计算模型与力学参数  47-49
    4.2.1 计算模型  47-48
    4.2.2 边界条件与力学参数  48
    4.2.3 破坏准则  48-49
  4.3 计算结果分析  49-56
    4.3.1 最大主应力  49-51
    4.3.2 最小主应力  51-53
    4.3.3 剪应力  53-54
    4.3.4 声发射  54-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章冬瓜山深部巷道锚杆支护参数优化  57-76
  5.1 锚杆支护的理论与技术  57-63
    5.1.1 锚杆支护理论  57-62
    5.1.2 深部硬岩巷道支护的技术  62-63
  5.2 锚杆支护参数的确定  63-66
  5.3 锚杆支护方案的确定  66-68
  5.4 数值模型的建立及参数得选取  68-69
    5.4.1 数值模型的建立  68-69
    5.4.2 岩石物理力学参数  69
  5.5 优化结果分析  69-75
    5.5.1 最大主应力场对比分析  69-70
    5.5.2 位移场对比分析  70-72
    5.5.3 塑性区对比分析  72-73
    5.5.4 弹性应变能密度场对比分析  73-75
  5.6 本章小结  75-76
第六章全文结论与展望  76-78
  6.1 全文结论  76-77
  6.2 展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
攻读学位期间的主要科研成果  83

深井巷道失稳分析及锚杆支护参数优化

内容摘要

全文目录

相似论文