金属矿山急倾斜薄矿体开采岩层移动及地表影响研究

【摘要】金属矿山的地下开采对地表及地表建筑物产生不同程度的影响，因考虑因素较多，对于开采急倾斜薄矿体的金属矿山，开采过程中岩层及地表移动变形的分析过程较为复杂。本文以金属矿山急倾斜薄矿体地下开采为研究背景，针对此类矿山的岩层及地表移动变形特征，以及江东金矿1#、3#矿体开采的实际工程特点，通过使用有限差分法软件FLAC3D进行矿山开采计算模型对比分析、研究区域内矿山的数值模拟计算结果结合工程现场调查的方法，深入开展金属矿山急倾斜薄矿体开采岩层移动及地表影响研究。主要研究内容及成果如下：（1）详细阐述了矿山开采沉陷研究领域的发展过程以及现状，以及影响金属矿山开采的自然地质条件因素和采矿技术因素，分析归纳岩层及地表移动变形的主要参数、矿山地下开采下沉盆地的角参数以及衡量地表变形对建筑物影响的几个关键参数的计算方法，为研究金属矿山急倾斜薄矿体岩层移动问题提供理论依据；（2）根据急倾斜薄矿体开采的主要特点，首次运用数值模拟计算软件FLAC3D建立矿山开采分组计算模型，并对数值模拟计算结果进行对比分析，得出不同开采深度、矿体倾角、矿体厚度的急倾斜薄矿体开采岩层及地表移动变形规律；（3）对研究区域内矿山开展地表房屋调查及工程地质调查，掌握详尽的矿山工程背景资料，完成矿山岩体进行质量分级及评价，并进行岩样的岩石力学室内实验，对岩石力学实验结果进行折算处理，获得该矿山数值模拟计算模型的岩体力学参数；（4）运用数值模拟计算软件分析矿山开采过程的岩层位移及应力的变化特征，将矿山地表的计算结果转换为地表变形曲线，进一步结合现场地表调查信息，分析验证地表可能存在破坏的位置，确定了矿区内地表破坏的正真原因以及矿山开采的影响范围、变化趋势以及下沉盆地的相关角参数，考虑采用废石充填空区的措施，并对充填前后效果进行了对比分析；（5）通过使用数值模拟计算的方法，结合各软件的优势，实现了多种数值计算及数据后处理软件的联合协作应用。
【作者】付俊；
【导师】唐绍辉；徐必根；
【作者基本信息】长沙矿山研究院，采矿工程，2014，硕士
【关键词】金属矿山；急倾斜薄矿体；岩层移动；地表变形；数值模拟；破坏程度；影响范围；

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