眼前山铁矿西端帮开采诱发岩层移动模型试验研究

发布时间：2019-11-17 03:25

【摘要】：露天转地下开采是一种复杂的复合采动。在前期露天开采形成的高陡边坡端帮进行挂帮开采,会造成松动的边坡岩体进行二次变形,进而导致边坡失稳、地表塌陷开裂。本文以眼前山铁矿西端帮挂帮开采为例,根据矿区现场地质特征及相似理论,将眼前山铁矿西端帮简化成等效节理岩体地质模型,并采用大型三维物理模型试验研究存在复杂结构面的情况下,端帮矿体开采时边坡变形破坏的机理以及内部岩层移动、地表塌陷的现象和规律;同时,本文结合非连续介质模型计算理论离散元法,建立与物理模型一致的数值模型进行模拟,将模拟结果与现场破坏情况、物理模型试验的结果进行对比分析,论证边坡的破坏规律及机理。论文主要工作与研究成果如下:(1)通过收集分析眼前山铁矿矿区工程地质资料,从相似理论出发确定西端帮边坡物理模型的几何相似常数,概化出西端帮边坡物理模型。(2)结合西端帮矿体及围岩的物理力学特征和各物理力学参数的相似比尺,进行配比实验,研制出西端帮边坡模型试验所需的相似材料,并进行了相似材料的物理力学参数测试和组分敏感性分析。(3)利用三维激光扫描和数字照相进行多源全场信息的地层岩移及边坡变形监测,根据实际工况进行崩落法开采,实现采矿诱发节理岩体岩层移动、地表变形规律和现象的三维大型物理模型试验研究,分析边坡变形破坏的机理。(4)基于离散元理论对物理模型进行数值模拟,将计算结果与现场边坡实际破坏情况、物理模型试验结果相互对比,讨论论证采矿诱发眼前山铁矿西端帮边坡岩层移动、地表变形规律及边坡变形破坏机理。
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中国地质大学（北京）硕士学位论文 第 2 章眼前山铁矿区地质背景1 矿区地理位置及气候眼前山铁矿位于松辽平原南部，地处辽宁省鞍山市千山镇含首峪村西北西距鞍山市中心 22km。地理坐标：东经 123°09′30″，，北纬 41°04′，行政山市千山区管辖。矿区有乡、镇级公路与鞍千公路衔接，有铁路专线经鞍山市东环铁路衔接，交通方便（图 2-1）。

图 2-2 矿区地质构造分布2.2.2 矿区地层眼前山铁矿区主要有鞍山群、辽河群和第四系地层。地层按从老到新分布如下：（1）鞍山群变质岩层：作为矿区主要的地层，由 2 种岩性错层构成，分别是上部千枚岩段、中部磁铁石英岩段、下部千枚岩段。上部千枚岩段主要由角闪石、石英、云母等软性矿物组成，硬度较小且岩体完整性差，呈灰白灰黑色，岩石致密，为典型的千枚构造。该段岩层底部展布着出露厚度在 10m～50m 的绿泥千枚岩层，岩层中下部赋存 Fe2、Fe3 两层薄层铁矿体，出露地表厚度在230m~330m 之间。中部磁铁石英岩段包含石英、透闪石、石榴子、绿泥石和角闪石等矿物。此层是主体矿层，完整性差破碎度高，是由于局部构造作用充填在千枚岩组断裂中的岩脉，平均层厚在 140m 左右。下部千枚岩段与上部千枚岩段
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD861.1;TD325


本文编号：2562155