基于突变理论的采空区稳定性分析与预测

摘要

采空区的稳定性问题一直是地下金属矿山面临的主要问题,采空区的失稳破坏是矿山的主要破坏形式之一。因此,无论是从提高矿企的经济效益出发,还是从降低工程风险、减少人民生命财产来说,对采空区稳定性的分析和预测都是至关重要的。
　　本文根据鄂东地区中小型矿山处于残矿回收阶段需要对已有采空区的顶板和矿柱进行回采这一工程背景,在回采采空区顶板时,基于突变理论,建立采空区稳定性分析的顶板-矿柱尖点突变分析模型,结合该模型,考虑了岩体的流变特性,定性分析了采空区稳定性的发展路径,给矿山的安全管理提供科学依据;与此同时,为探究在回采采空区支撑矿柱对采空区稳定性的影响,本文选取了跟采空区稳定性相关的指标,建立了稳定性分析的突变级数模型,得到了采空区塌陷的临界突变级数值,并结合实际案例对其进行了验证。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.3 本文主要工作和技术路线

第2章 鄂东地区采空区现状

2.1 引言

2.2 地下采空区分析方法

2.3 地下采空区失稳模式

2.4 突变理论的适用性

第3章 突变理论在采矿工程中的应用

3.1 引言

3.2 突变理论在采空区稳定性分析中的适用性

3.3 突变理论的内容

3.3 初等突变和分类定理简介

3.4 尖点突变模型及稳定判据

3.6 突变级数法

第4章 顶板冒落尖点突变模型分析

4.1 采空区稳定性分析模型

4.2 顶板—矿柱系统的尖点突变模型

4.3 顶板-矿柱突变模型的稳定性分析

4.4案例研究

4.5 结论

第5章 突变级数法的采空区稳定性预测

5.1 采空区稳定性分析的突变级数法

5.2采空区稳定性的突变级数模型检验

5.3 采空区稳定性分析的突变级数法的工程实例验证

5.4结论与问题讨论

第6章 结论

6.1结论

6.2建议与展望

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文

附录2攻读硕士学位期间参加的科研项目

附录3无量纲分析在采空区稳定性分析中的应用