贵州某金属矿边坡保护柱宽度的确定及经济价值分析

摘要

由于山区地质环境条件地形坡度大，冲沟发育、岩性差异和构造发育，致使该区环境地质条件较脆弱。矿山地下开采过程中，有时会遇见悬崖采矿边界，若保护柱宽度不当，在采空塌陷作用下，陡崖、陡坡区引发地裂缝、地面塌陷、等地质灾害的可能性大，工业场地、居民等易遭受其危害。为了更好的研究这方面的问题，以某铝土矿的工程为依托，根据实际地质情况应用有限差分法FLAC3D数值模拟软件对不同保护柱宽度的稳定性进行研究以确定最优宽度，使回采达到最大化，给实际工程施工以指导性价值。主要内容如下:
　　(1)对开采影响下坡体的应力应变状态进行分析，研究了滑坡的破坏机制同时对影响坡体稳定性的因素进行了分类并加以介绍。
　　(2)对开采地表变形以及附加应力的计算模型进行建立。结合矿区实际情况，对典型的剖面进行稳定性预测，通过稳定系数的对比找出矿区最不利位置。
　　(3)采用Flac3D数值模拟软件对矿区最不利位置进行模型建立，通过模拟不同悬崖边界保护柱宽度并分析其稳定性，从而对保护柱宽度进行优化，得出即能保证悬崖边坡的稳定又能有最大收益的采矿边界，给实际工程施工以指导性价值。
　　(4)分析通过优化保护柱而产生的经济效益，同时对采用小型机械开采矿区边界零星块段矿层做经济价值分析，使其能最大限度的对资源进行开采，达到利益最大化。

目录

声明

致谢

摘要

1．绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．3 主要研究内容

1．4 研究方法及技术路线

2．开采影响下应力应变状态及滑坡机制分析

2．1 坡体应力与应变状态变化

2．2 滑坡机制分析

2．3 影响边坡稳定因素分析

2．3．1 坡体自身因素

2．3．2 采矿活动因素

2．4 本章小结

3．贵州铝土矿地质采矿条件概况

3．1．3 地质构造

3．1．4 水文特征及气候条件

3．2 岩体结构分类及原岩应力

3．3 岩体稳定性概况

3．4 采区分布

3．5 矿山地质灾害

3．6 本章小结

4 典型剖面稳定预测

4．1 开采影响下山区地表移动预测模型

4．2 采动坡体稳定性预测模型

4．3 铝土矿坡体稳定预测

4．3．1 1-1′剖面稳定计算

4．3．2 2-2′剖面稳定计算

4．3．3 3-3′剖面稳定计算

4．3．4 剖面稳定系数比较及最不利位置确定

4．4 本章小结

5．1 概述

5．2 强度折减有限元方法

5．3 FLAC3D程序简介

5．4 地质模型的建立以及计算方案

5．4．1 地质模型建立

5．4．2 岩土体本构模型

5．4．3 模型介质力学参数

5．5 数值计算结果及分析

5．5．1 位移变化特征分析

5．5．2 水平应力场分布特征

5．5．3 剪应变增量特征分析

5．5．4 折减后位移与应变情况

5．5．5 边坡安全系数的变化规律

5．6 本章小结

6 经济评价

6．1 矿藏储量情况

6．2 成本费用估算

6．3 收入及利润

6．4 残矿回采技术方案

6．4．1 矿块赋存情况

6．4．2 可靠性分析

6．4．3 生产系统的可靠性分析

6．4．4 小型机械化回采计划实施

6．4．5 小型机械化回采成本与收入

6．4．6 小型机械化回采优点

6．5 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简历

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