金川镍矿充填法开采引起的岩体移动和地表变形研究

摘要

充填采矿法因其对环境的保护和极高的适应性，越来越多地被地下开采的矿山所采用。但是，对于充填采矿法引起的岩体移动和地表变形则研究的较少。本文以金川二矿区为例，在充分研究有关的工程地质资料、监测资料和实验资料后，围绕充填采矿法引起的岩移规律这一主线，以目前国际工程界公认的最新通用软件FLAC3D2.0版作为计算工具，进行了金川二矿区岩移规律的研究。本文主要做了以下的工作和研究： (1)总结了金川二矿区的工程地质条件，并分析了影响岩体移动和地表变形的各种因素。研究表明高水平地应力、矿体倾角和对采空区的充填是影响岩移的主要因素。 (2)为了比较直观的了解矿体的外形和赋存情况，建立了金川二矿区1号矿体的三维模型。 (3)在现场踏勘的基础上，分析了地表GPS和地表裂缝计监测资料，初步研究了金川二矿区的地表变形规律和地表裂缝的产生原因。 (4)利用数值模拟的方法，研究了金川二矿区开挖充填全过程中地表位移、位移场和应力场的变化特征，总结充填采矿法岩体移动和地表变形的规律。从中我们认识到充填体的存在在一定程度上限制了周围岩体的移动。 (5)分析了矿体倾角对岩移规律的影响，并对金川二矿区岩体移动和地表变形的进一步发展进行了预测。表明随着矿体角度的减小，地表的上盘变形量增大，而下盘减小。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究的工程背景和重要意义

1.2文献综述

1.2.1国外矿山岩移问题的研究

1.2.2国内矿山岩移问题的研究

1.2.3矿山岩移问题研究的方法

1.3问题的提出

1.4主要研究工作及技术路线

第二章金川矿区地质条件

2.1矿区区域地质构造背景

2.1.1矿区大地构造位置与环境

2.1.2矿区构造特征

2.2矿区工程地质条件简介

2.2.1地层与岩性

2.2.2矿区构造

2.2.3地应力特征

2.3岩体移动影响因素分析

2.3.1可控制因素

2.3.2固定因素

2.4 1号矿体真三维模型的建立

2.4.1地质图的数字化

2.4.2 3D Studio MAX软件简介

2.4.3 1号矿体真三维模型的制作

第三章监测资料的分析

3.1地裂缝分析

3.2地表裂缝计监测资料分析

3.3地表GPS测量结果分析

第四章金川二矿区岩移问题的数值模拟研究

4.1拉格朗日元法及FLAC3d软件

4.1.1拉格朗日元法

4.1.2 FLAC3d软件介绍

4.2 FLAC3D网格的自动生成技术

4.3金川二矿区的数值模拟研究

4.3.1剖面的选择

4.3.2模型概化

4.4数值模拟结果分析

4.4.1位移分析

4.4.2应力分析

4.4.3关键点的移动分析

4.5断层对岩体移动和地表变形的影响

4.5.1断层的位置

4.5.2断层的作用分析

4.6充填体对岩体移动和地表变形的影响

4.7岩体移动与地表变形对金川二矿区开采的影响

第五章矿体倾角对地表沉降的影响及矿山岩体移动的预测

5.1矿体的倾角对地表沉降形态的影响

5.1.1模型概化

5.1.2计算结果的分析

5.2岩移发展的预测

第六章结论

6.1主要结论

6.2存在的问题建议

致谢

参考文献