平邑石膏矿房柱式开采大面积采空区处理方法研究

摘要

在我国应用留矿、空场等采矿方法开采的一些金属及非金属矿床的开采空区没有得到相应处理,相继发生了空区顶板崩落和地表岩移,产生了严重的危害,直接影响到矿井的可持续发展;本文以平邑石膏矿两次大的冒顶事故为资料背景,分析了矿柱、顶板系统的破坏机理.以托板理论、弹塑性力学中的薄板弯曲小挠度理论为基础,编程计算了爆破矿柱后顶板悬露面积的临界值.同时,应用多介质三维边界元数值模拟系统,对爆破矿柱的多个模型进行了数值模拟,并编写了后处理VB程序对计算结果进行可视化显示.利用托板理论、弹塑性力学中的薄板弯曲小挠度理论编制的计算程序计算的爆破矿柱后顶板悬露面积的临界值,与应用多介质三维边界元数值模拟系统模拟的结果基本一致,由此确定一次爆破两个矿柱,并同时确定了合理的爆破参数,即炮眼等的合理布置.最后,对解放呆滞储量提高回收率进行了技术经济比较,提出了由于两次大冒顶所造成的呆滞储量进行回收的可行性.

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1绪论

1.1课题的提出及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容、目标及技术路线

1.4本研究的特色和论文概要

2矿井生产建设概况及冒顶事故分析

2.1资源概况

2.2井田开拓及回采方式

2.3开采技术条件

2.4冒顶事故分析

2.5矿柱破坏机理

3托板理论与计算

3.1托板理论及概念

3.2托板临界悬露尺寸计算

4多介质三维边界元数值模拟及可视化后处理

4.1三维边界元计算模型的建立

4.2模拟过程

4.3多介质三维FSM·DM边界元数值模拟结果

4.4模拟结果分析小结

5老空区顶板处理方案的确定

5.1老空区顶板处理原则

5.2老空区处理方案

5.3爆破方案及合理参数

5.4安全爆破准则及注意事项

6解放呆滞储量提高回收率

6.1回收的技术可行性

6.2技术经济分析

6.3技术经济总评价

7结论与展望

参考文献

致谢