某石膏矿山采场稳定性分析及监测

【摘要】：石膏作为一种用途广泛的工业和建筑材料被大量开采,石膏矿床开采后形成大面积采空区,导致围岩应力重分布,极易导致采空区塌陷事故,对矿山生产及其地表安全造成严重威胁。因此,石膏矿山采场的稳定性研究对安全开采具有重要意义。论文以某石膏矿为研究对象,利用ANSYS有限元软件对采场进行数值模拟分析,并对比分析计算和模拟结果与监测成果。论文主要研究成果如下：(1)现场测量结果表明,部分采场存在超高、超宽现象,对顶板冒落机理、矿柱失稳机理进行分析,利用“三带理论”计算冒、裂带总厚度接近上覆岩层与表土总厚度,表明需进一步开展顶板和矿柱稳定性研究。(2)结合“伏萨尔梁”方法、Barton极限跨度分析法等,对顶板与矿柱稳定性进行计算,结果表明顶板基本稳定,但存在局部失稳的风险,应留设足够的护顶层并进行监测,采场矿柱安全系数都在2.0以上,矿柱基本稳定。(3)根据采场尺寸要素、室内岩石力学指标,利用ANSYS有限元软件、依据Drucker-Prager屈服准则对采场进行数值模拟分析,模拟结果显示围岩最大拉应力未超过石膏矿体的抗拉强度,采场位移在安全范围内,表明采场顶板安全。(4)对采空区顶板进行监测,得到各监测点沉降量统计表和沉降曲线图,经分析得到采场顶板沉降规律,并根据数值计算和ANSYS分析的结果,提出具体防治建议,以预测灾害、指导矿山安全开采具有重要意义。结合现场测量,并运用ANSYS软件宏观分析采场的稳定性,操作便捷、效果较为理想,数值计算和监测结果吻合,具获得的模拟计算结果已用于指导开采与处治实践,取得良好的效果。
【关键词】：采空区 ANSYS 稳定性分析 监测
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD32