一、金川镍矿1~#矿体稳定性问题研究(论文文献综述)
贺耀文[1](2020)在《金川二矿区深部工程地质及开采稳定性技术研究》文中进行了进一步梳理金川二矿区进入深部开采后,面临复杂的工程地质条件,深部地下工程与浅部工程的明显区别在于深部岩石所处的特殊环境(“三高一扰动”),即高地应力、高地温、高渗透压以及开采扰动。巷道岩体的变形表现为结构性大变形、非连续非协调变形等,变形进一步发展导致岩体破坏,出现片帮剥落、冒顶掉块、大面积的垮落失稳等工程灾害,威胁到井下作业人员的生命安全。为确保安全生产,降低矿山采矿成本,同时为采矿设计优化提供技术指导,有必要开展金川深部开采过程中的工程地质及稳定性研究工作。本次采用现场调查、物理力学实验、现场监测、数值模拟、力学分析相结合的方法,系统研究了二矿区深部工程地质及开采稳定性。主要研究成果如下:(1)查明了二矿区深部工程地质条件,测试获得了岩石物理力学参数,进行了岩体质量分级评价。RMR分级结果为Ⅲ级,Q系统分级结果为Ⅳ级,岩体完整性差,水平应力大于自重应力,软弱结构面是影响矿区岩体与工程稳定的主要因素。(2)监测并分析了深部开采条件下围岩松动圈范围及变化规律、巷道支护结构的收敛变形规律、变形方式和变形机制,基于试验巷道围岩岩石力学测试、工程地质调查和监测结果,判断了巷道岩体结构失稳类型,评价巷道围岩体力学强度、岩体结构与支护设计方式和支护强度的匹配性。。(3)采用FLAC3D软件建立了巷道围岩-支护相互作用数值计算模型,分析巷道围岩-支护相互作用规律,评价了现有巷道支护设计方案的合理性,并提出不同失稳类型巷道的最优化支护方案。(4)建立采场矿柱支撑条件下力学模型和物理模型。研究采场矿柱在扰动应力场作用下的强度损伤规律,建立单一矿柱失稳的力学类型和失稳判据,提出矿柱临界失稳的前兆指标和潜在失稳矿柱的加固措施。
孙鹏[2](2019)在《金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析》文中指出随着金川二矿区开采深度的不断增加,巷道变形破坏现象越发明显,甚至呈现出“破坏—返修—再破坏”的非良性循环态势。由此可见,目前关于中浅部的巷道研究成果和支护方法,已不再适用于矿山深部工程。为指导矿山深部高效低成本开采技术研究的开展以及深部采矿工程设计,并服务于矿山安全生产,有必要进行以下研究:提供矿山深部工程所急需的基础地应力数据,分析深部地应力状态,并全面探索、掌握矿山现今地应力分布规律。本论文依托项目“金川矿山深部和贫矿安全高效低成本开采技术研究——深部地应力测试研究”,展开了如下工作:(一)系统整理、分析以往原岩应力实测工作和岩石力学研究成果,尽可能通过本次研究弥补前人工作的空白和不足;(二)调查矿区的工程地质概况,明确地质条件,选取对矿区影响较大的断层作为重点研究对象,认识各工程地质岩组的基本特征;(三)通过空心包体应力解除法和水压致裂法进行地应力实测工作,弥补二矿区深部1000m-850m中段地应力数据的短缺,以及850m-700m中段地应力资料的空白,分析现今深部应力状态和作用特征;(四)结合中、浅部的研究成果,与深部地应力特征对比分析,通晓矿山应力变化规律;(五)利用ANSYS有限元模拟软件,选用新的岩石力学参数,反演出矿区1000m、850m、700m三个中段的应力分布状态,全面掌握中段各类岩石、断层、交界带等的地应力现状,以指导矿区下一步工作。本次研究结果表明:(一)在金川二矿区深部,矿区深部最大主应力方向仍为NNE—NE向;(二)随着深度增加,最大主应力的增速已远大于最大水平主应力增速,最大主应力倾角较中、浅部明显增大,多在25°左右,个别高达48°,水平应力逐渐失去主导作用,取而代之的是垂直应力,1000m-700m深度段正处于此过渡带上,文中给出了各类应力随深度变化的拟合公式;(三)结合模拟结果可知,各类岩石内应力分布均匀,但剪切应力增大明显,这已成为影响矿区稳定的重要因素之一;(四)Fc断层对矿区影响有限,F16断层的影响则较为显着,且随开采深度的增加而愈发明显;(五)对各测点应力状态的分析结果表明,巷道需要新的支护方案,而本研究为后续对巷道的重新设计提供了理论依据和技术支持。
张雯[3](2018)在《全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究》文中指出地下矿山大规模开采造成大面积空区和尾砂废弃物堆积,诱发地质灾害与环境破坏,严重制约我国矿产资源可持续开发利用及矿业健康发展。充填法将固体废弃物充填于地下,借以达到支撑围岩,防止地表沉陷的目的,起到保护环境和提高矿石利用率的双重作用。目前,开发低成本和高强度的充填胶凝材料,实现尾砂等固体废弃物胶结充填,解决大规模连续开采空区失稳破坏支护难题,是井下充填主攻方向,也是实现矿产资源绿色开采和可持续发展亟待研究的关键技术。本文综合采用理论分析、室内实验、数值模拟以及现场监测等手段与方法,研究全尾砂新型胶结充填材料微宏观特性,建立上向分层充填体强度模型,提出充填体、围岩与点柱协同支护理论,实现充填体与围岩、矿柱之间的相互匹配,为大规模充填开采空区安全稳定控制提供技术支持。主要研究工作和结论如下:(1)通过对不同灰砂配比、不同龄期全尾砂胶结充填材料微观结构特征和宏观力学特性进行测试,定量揭示出充填材料孔隙形态特征和不同条件下充填体强度随微观结构特征变化规律:灰砂配比降低,孔隙度增大、均一化程度降低、孔隙形状变得狭长、复杂程度增加、有序性及材料密实度减弱,充填体强度降低;龄期延长,孔隙度降低、平均孔隙面积减小、微孔隙比例增加、孔隙形状更加圆滑、复杂程度降低、定向性增强,充填体强度增大。(2)通过不同配比充填材料抗压强度实验,从宏观角度研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆浓度、灰砂配比及龄期之间的关系,并对敏感性进行了分析:充填体强度与三因素存在一定的非线性函数关系,对三者的敏感性程度为:灰砂配比>龄期>料浆浓度;构建了关于多尺度影响因素(从微观到宏观)的优于BP神经网络及多项式回归的高精度GA-SVR充填体强度预测模型;将分层充填体分为胶结层和下部尾砂充填体两部分,分别建立了胶结层和矿体倾斜阶段内尾砂充填体力学模型,推导出胶结层及下部尾砂充填体强度计算公式,可根据空区内不同的充填强度要求优化充填配比。(3)基于复变函数法,推导出上向分层充填开采空区围岩应力计算公式,揭示出充填高度变化,工作面移动空区围岩变形破坏规律;提出回采空间移动理论,应用数值模拟技术系统地分析了充填高度不断上升,单一和三联跨采场围岩变形规律及其不同的破坏形式:单一采场底板底臌量、顶板下沉量及拉应力不断减小,两帮向内鼓起量逐渐增大,空区角部区域应力集中降低,稳定性提高;三联跨空区存在“群效应”,位移先增大后减小,变形最大时刻出现在充填回采前期,最危险部位则是回采区域的中间部位,需重点关注;并提出相应的围岩稳定性控制技术:顶板支护、矿柱减跨、充填体参数设计、两帮加固、卸压开采。(4)从围岩、充填体、点柱支护机理出发,建立大尺寸空区围岩-充填体-点柱协同支护系统,理论分析与数值模拟相结合,揭示出支护单元间的交互影响规律和协同支护机理,提出上向分层充填开采空区阶段性失稳判据。围岩-充填体-点柱支护系统各支护单元间并不是简单的叠加支护,合理的设计可使各单元取长补短,实现强度、刚度及材料互补协同,改善支护系统整体性能,达到协调围岩变形、保障大规模开采空区安全稳定的目的。(5)考虑水平矿柱顶底部均受到充填体的协同作用,建立充填体中不规则水平矿柱力学分析模型,基于接触单元应用FEM进行水平矿柱安全厚度求解,获得水平矿柱厚度与第一主应力、下沉挠度之间的函数关系:水平矿柱第一主应力与下沉挠度最大值均随矿柱厚度的增加遵循幂函数递减规律;基于最大拉应力准则,确定充填开采环境下水平矿柱的安全厚度,计算结果更贴合工程实际。(6)将创新优化后的点柱式充填采矿工艺与协同控制技术应用于矿山开采实例,采用GPS监测技术与FLAC3D数值模拟软件建立了充填开采地表移动监测体系及数值预测模型,开展了大规模充填开采地表移动变形规律研究:急倾斜矿体充填开采地表变形具有非对称性,损害位置集中、损坏范围不易扩展等非连续变形特点;基于层次分析法AHP,建立了大规模充填开采地表沉陷防控技术可靠性评价体系,获得矿山充填开采可靠性评分80.3534,较可靠;提出提高地表沉陷防控技术可靠性的合理化建议:优化充填工艺及充填配比,适当提高灰砂比和料浆浓度,做到随采随充,实时对充填各参数进行监测监控。
杨志强[4](2017)在《金川镍矿床深部资源高效开发与综合利用的关键技术研究》文中进行了进一步梳理为了掌握金川镍矿床的深部资源特征和地质状况,对困难的开采条件进行了系统分析,包括高应力、碎裂矿岩体、普遍的围岩变形、困难的巷道支护、复杂的岩体力学特征以及低采矿回收率等。为深部、大型和复杂镍钴矿山的安全、高效和连续开采建立了一个集成技术包,其由蜂窝式进路大面积连续采矿方法的发明、地压控制理论以及高应力和碎裂矿岩体技术模块的建立、新型充填胶凝材料的开发、粗骨料高浓度料浆管道输送的深井充填技术等组成。由此,所存在的难题得到了较好的解决,从而确保了金川镍矿床深部资源的高效开采和综合利用。同时,为高应力、碎裂和流变岩体的地下矿山使用下向胶结充填采矿方法展示了一个技术范例。
杨志强,王永前,高谦,陈得信[5](2016)在《金川镍钴铂族金属资源开发与可持续发展研究》文中进行了进一步梳理金川镍矿是我国最大和世界第三的大型硫化铜镍矿床。金川集团以开发金川镍矿资源为基础,经过40多年的发展,已经成为国际上知名的大型有色冶金和化工联合企业。金川镍钴铂族金属资源的开发利用,不仅关系到金川企业和金昌市的生存与发展,而且对我国有色金属工业的可持续发展产生举足轻重的影响。首先,在分析金川镍矿资源条件和开采现状的基础上,概述金川资源开发与综合利用的发展水平以及所取得的成果。然后,指出了金川资源开发利用与可持续发展存在的问题和面临的困难。最后,明确金川镍钴铂族金属资源开发利用的发展战略,提出金川资源开发进一步开展的研究课题以及亟待解决的关键技术难题。
马凤山,闫冬飞,卢蓉,刘锋,岳斌,雷扬[6](2016)在《金川二矿区16行垂直矿柱的力学效应分析》文中研究表明大范围采用下向胶结充填无矿柱连续开采方法以及高产量等特点,使得金川二矿区充填体的整体稳定性一直是人们长期所关注的问题。结合金川二矿区1#矿体开采的工程实例,对16行垂直矿柱的数值模拟分析认为,随着双中段开采的进行,垂直矿柱中的应力集中程度和应力增高区的范围会不断加大,最终将导致垂直矿柱中的岩体变的更为破碎,但矿柱的留设可以有效减小上方残留水平矿体和充填体的垂直位移;对16行垂直矿柱的力学作用分析表明,垂直矿柱的留设可以有效地减小上方位移,矿柱的支撑力与矿柱的强度有关,而矿柱的强度又与其受到的侧限压力有关,侧限压力越大,其强度越高,因此,在充填过程中,提高充填体的接顶率和充填质量有利于提高16行矿柱的支撑能力。
杨志强,王永前,高谦,武拴军[7](2016)在《中国镍资源开发现状与可持续发展策略及其关键技术》文中指出镍矿已成为现代航空工业、国防工业以及国民经济不可或缺的战略资源。首先基于世界镍矿资源调查、开发利用现状以及供需矛盾分析,阐述中国镍矿资源特点和资源开发面临的主要问题,提出中国镍矿开发与可持续发展的策略。然后指出循环经济和科技与制度创新并举,提高镍矿资源综合利用水平,是中国镍矿资源开发的发展方向;合理开发国内资源,充分利用海外资源是中国镍矿资源的开发策略。寻找新的镍矿资源是提高资源保有年限的根本;发展边角矿、残矿、贫矿、深井与原位浸出的采矿技术,提高复杂难采矿安全、高效和经济开发,是中国镍矿资源开发与环境保护的重要基础。最后明确红土镍矿开发利用是中国镍矿资源开发的发展趋势。
张光存[8](2015)在《金川镍矿早强胶凝材料开发及充填料浆管输特性研究》文中研究说明金川镍矿是以埋藏深、矿岩破碎、矿体厚大和地应力高为特点的大型难采硫化铜镍矿床。通过采矿技术研究和工程实践,金川镍矿最终选择了生产能力低和采矿成本高的下向分层进路胶结充填采矿法。目前金川镍矿主要以棒磨砂作为充填骨料和以水泥作为充填胶凝材料,并采用高浓度和高灰砂比的充填料浆,其充填成本之高在国内外并不多见,因此金川企业面临巨大的经济压力,并影响着企业在国际上的竞争力。降低充填采矿成本和提高采矿经济效益是金川镍矿面临的最迫切问题。本文以金川集团公司重大科研项目“新型充填胶凝材料开发与固体废弃物利用研究”及科技攻关项目“金川特大型复杂难采矿体开采支撑理论与关键技术”为依托,针对金川矿区周围可以利用的固体废弃物,开展基于金昌瓮福化工厂磷石膏、金昌铁厂水淬渣的早强充填胶凝材料开发以及高浓度充填料浆管道输送特性研究,为提高金川充填采矿经济效益和固体废弃物利用奠定基础。本文主要开展的研究工作及获得的主要结果如下:(1)金川镍矿下向分层胶结充填采矿法要求3d、7d、28d的充填体强度分别达到1.5MPa、2.5MPa、5.0MPa。随着矿山采矿进入千米深井,确定与深部采场地压相匹配的充填体强度,是实现深部安全、高效开采的关键。通过搜集整理金川地应力实测数据,利用改进的BP神经网络建立地应力预测模型,进行深部地应力场回归分析预测,揭示金川矿区地应力分布规律。在此基础上,采用多种充填体强度设计方法,确定了金川目前的充填体设计强度仍适用于深部高地应力采场安全采矿要求。(2)针对下向分层胶结充填采矿法对充填体早期强度的要求,金川镍矿目前采用1:4高灰砂比和77%-79%高浓度料浆的管道自流输送充填技术,不仅充填采矿成本高(165.00元/m3),而且对料浆自流输送技术提出更高要求。为此,开展了利用磷石膏和水淬渣为主要组分的早强充填胶凝材料研发。首先对磷石膏和水淬渣等充填物料进行物化特性分析,然后,开展不同激发剂配方的正交试验。采用极差分析、神经网络建模预测和回归分析等研究方法,揭示了磷石膏-矿渣基早强胶凝材料充填体强度与激发剂掺量的关系与变化规律,获得了磷石膏-矿渣基早强胶凝材料的最佳配方为:生石灰5%,磷石膏25%,NaOH为2%,芒硝2.5%和矿渣微粉65.5%。通过对最佳配方的胶凝材料进行强度验证试验,获得1:4胶砂比和78%浓度的新型胶凝材料胶砂3d、7d、28d的充填体抗压强度分别达到1.85MPa、3.06MPa、8.69MPa,满足金川深部采矿对充填体强度的要求(R3≥1.5MPa、 R7≥2.5MPa、R28≥5MPa)。新型早强胶凝材料的强度优于32.5水泥,成本仅是32.5水泥成本的66%。(3)为了进一步优化磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料特性,采用SEM和XRD技术分析,研究新型早强充填胶凝材料水化机理和强度形成过程。研究发现,矿渣微粉在以磷石膏为主要的复合激发剂作用下发生水化反应,其主要水化产物是水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和钙矾石(AFt)。芒硝早强剂为早期水化反应创造了适宜的环境,使早期水化反应速度加快。水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的大量生成沉积,在充填体中起到充填黏结作用。钙矾石(AFt)的大量生成发育,在充填体中承担穿插支撑作用。随着水化龄期的延长,水化反应改变了充填体的成分,吸收了充填体中的水分,使充填体的结构致密,从而提高了充填体的强度。(4)为了将磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料应用于金川矿山,针对金川矿山充填系统和高浓度料浆管道输送要求,开展了磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料高浓度料浆流动特性参数测试以及管道输送特性的研究。研究结果表明,磷石膏-矿渣基早强胶凝材料的充填料浆流动性与水泥充填料浆的流动性基本相同,新型早强胶凝材料充填料浆完全满足金川矿山对充填料浆的流动性要求(稠度≥9cm、塌落度≥20cm、分层度≤2.0cm)。研究还发现,在料浆浓度为78%和胶砂比为1:4的条件下,早强充填胶凝材料料浆属于宾汉流体,可近似视为均质流体,在管道输送中呈现层流状态。利用充填料浆流动特性测试结果,采用FLUENT软件进行新型早强充填胶凝材料料浆在管道中输送的数值模拟分析,揭示了高浓度充填料浆流经直管、弯管和长距离阶梯管道时的料浆流速、流核、压强以及摩擦阻力的变化规律。结果表明,采用磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料替代水泥,可以利用目前金川矿山高浓度自流充填系统进行新型充填胶凝材料的工业化应用,从而实现金川矿山深部资源安全、高效、绿色和经济开采。
杨志强,高谦,王永前,陈得信,姚维信[9](2015)在《金川高应力矿床充填采矿技术研究进展与亟待解决的技术难题》文中研究表明金川镍矿是世界上少见的大型硫化铜镍矿床。矿体埋藏深、地应力高、地压大、矿岩体不稳固,是目前世界上难采矿床之一。针对金川矿床不利的采矿技术条件,自建矿50多年来,金川矿山已经开展了大量广泛的采矿技术研究。本文首先概述了金川矿山工程概况,归纳总结了金川矿山充填采矿发展历程;然后,阐述了金川矿山充填技术研究以及所取得的研究成果。主要包括:根据工程地质研究和采矿方法试验,选择了与之相适应的下向分层进路胶结充填采矿方法;通过高浓度料浆自流输送和膏体泵送两种充填系统中的关键技术研究,在充填体作用机理、固体废物利用、充填料浆流变特性以及管道减阻输送等方面取得的研究成果;尤其针对膏体充填系统所存在的问题开展了技术攻关和系统改造,由此获得重大科技成果,使膏体充填系统顺利达产。最后指出了目前金川矿山充填开采现状以及存在的主要问题,并提出了金川大型镍矿实现安全、高效、经济和环保充填法开采仍亟待研究解决的关键技术难题。
马凤山,赵海军,郭捷,李克蓬[10](2015)在《金川二矿区多中段开采对地表岩移的影响研究》文中研究说明金川二矿区多中段开采曾引起了许多研究焦点,尤其是多中段开采导致的围岩变形和灾变问题最为突出。本文以多年地表监测的结果验证了多中段开采至结束期间并没有造成地表岩体变形的异常或突变。研究认为开挖的地质力学模型内所赋存的岩体应变能是一定值,开挖活动是能量耗散和转移的动态过程。因此,在构造应力影响的开挖力学模型中,不能采用外力边界条件而应采用位移边界条件。小步距开采-充填有利于避免大幅度的岩移发生,矿岩才保持了相对缓慢的低能量释放率的松动、破裂,是矿岩未发生大的灾变失稳的关键因素。最后指出,地表岩移速率大小主要与地下开采速度和采充比有关,在金川二矿地下开采速度和采充比基本保持不变的情况下,地表岩体移动、变形速率不会发生突变现象。
二、金川镍矿1~#矿体稳定性问题研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金川镍矿1~#矿体稳定性问题研究(论文提纲范文)
(1)金川二矿区深部工程地质及开采稳定性技术研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 选题意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 矿山工程地质 |
1.2.2 矿山巷道支护 |
1.2.3 矿山岩体稳定性 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 矿区工程地质与水文地质 |
2.1 矿区地质概况 |
2.1.1 地层 |
2.1.2 构造 |
2.1.3 水文 |
2.2 水文地质条件 |
2.3 工程地质条件 |
2.4 本章小节 |
第三章 矿区岩体特性与工程地质岩组质量评价 |
3.1 850-700m水平岩体特性与工程地质岩组 |
3.1.1 岩石物理力学特性研究与岩体参数研究 |
3.1.2 850-700m水平岩石物理力学测试 |
3.1.3 850-700m水平岩体特征 |
3.1.4 850-700m水平节理裂隙分布与岩组稳定性分类 |
3.2 矿区岩体质量分级 |
3.3 本章小节 |
第四章 巷道围岩及支护体变形现场监测 |
4.1 850-814m水平松动圈监测 |
4.1.1 监测点的选择与仪器布设 |
4.1.2 测试原理 |
4.1.3 850-814m水平监测结果分析 |
4.1.4 松动圈钻孔内部位移变化监测 |
4.2 850-814m水平支护体应力应变测试 |
4.2.1 监测点仪器布设及测试原理 |
4.2.2 现场监测记录与结果分析 |
4.3 850-814m支护体收敛变形监测 |
4.3.1 监测点的选择与仪器布设 |
4.3.2 现场监测记录 |
4.3.3 数据处理与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 巷道围岩-支护相互作用规律数值模拟 |
5.1 8 14m试验巷道支护方案及数值模型的搭建 |
5.2 实际支护条件下数值模拟结果及支护方案优化 |
5.3 其它支护方案下模拟结果分析 |
5.4 不同支护条件下模拟结果对比 |
5.5 矿柱稳定性分析 |
5.5.1 方法原理与模型搭建 |
5.5.2 矿柱稳定性数值模拟结果分析 |
5.6 850-814m水平采场稳定性分析 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(2)金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 国内外地应力测量技术与设备 |
1.2.2 国内外地应力测量工作概况 |
1.2.3 金川二矿区研究现状 |
1.3 研究思路与技术路线 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 金川矿区区域地质概况及基础工程地质条件 |
2.1 区域地质背景 |
2.2 矿区内矿体特征与构造特征 |
2.3 工程地质岩组划分 |
2.4 矿区工程地质岩组物理力学性质 |
2.5 本章小结 |
第三章 矿山岩石力学研究总结与地应力测量历史数据归纳 |
3.1 矿山岩石力学方面 |
3.2 矿山地应力测量方面 |
3.3 本章小结 |
第四章 地应力测量方法及地应力测点布置 |
4.1 论文应用地应力测量方法 |
4.2 空心包体应力解除法简介 |
4.2.1 空心包体应力计的结构 |
4.2.2 空心包体元件的制作 |
4.2.3 空心包体应力解除测量原理 |
4.2.4 空心包体应力解除法现场地应力测量过程 |
4.3 水压致裂原地应力测量方法简介 |
4.3.1 测量原理 |
4.3.2 水压致裂测量方法 |
4.3.3 水压致裂裂隙印模定向实验方法 |
4.3.4 水压致裂数据分析方法 |
4.3.5 水压致裂测试设备及质量保证 |
4.4 地应力测点布置 |
4.5 本章小结 |
第五章 金川二矿深部地应力状态研究 |
5.1 地应力测量原始数据 |
5.1.1 绘制应力解除曲线 |
5.1.2 绘制围压率定曲线 |
5.1.3 实测解除曲线与围压率定曲线 |
5.1.4 空心包体测量计算结果 |
5.2 水压致裂应力解除测量原始数据 |
5.2.1 二矿850 中段9 行垂直钻孔测量结果 |
5.2.2 二矿850 中段17 行垂直钻孔测量结果 |
5.2.3 二矿850 中段20 行垂直钻孔测量结果 |
5.3 统计分析测量结果 |
5.3.1 最大主应力 |
5.3.2 水平主应力与垂直应力 |
5.4 二矿区深部工程稳定性分析 |
第六章 金川二矿深部应力场有限元数值模拟 |
6.1 ANSYS软件简介 |
6.2 模型的选择 |
6.3 岩石力学参数的确定 |
6.4 边界及荷载 |
6.5 有限元模拟结果及分析与说明 |
6.5.1 模拟结果 |
6.5.2 相关说明 |
6.6 本章小结 |
结论与讨论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(3)全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
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 |
1.2.1 充填采矿技术发展趋势 |
1.2.2 胶结充填材料研究现状 |
1.2.3 充填体力学特性研究进展 |
1.2.4 充填体力学作用机理研究 |
1.2.5 采空区稳定性分析及支护技术发展概况 |
1.2.6 充填开采地表沉陷规律及预测 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方法与技术路线 |
2 全尾砂胶结充填材料微观结构与宏观力学特性测试与分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料、仪器设备及试块制备 |
2.2.1 尾砂 |
2.2.2 胶固粉 |
2.2.3 仪器设备 |
2.2.4 试块制备 |
2.3 胶固粉尾砂胶结充填体性能测试与对比分析 |
2.3.1 尾砂胶结充填体强度对比实验 |
2.3.2 实验结果与分析 |
2.3.3 充填成本对比分析 |
2.4 胶固粉尾砂胶结充填体胶结效果对比 |
2.4.1 不同粒度尾砂胶固粉充填体强度实验 |
2.4.2 实验结果与分析 |
2.5 全尾砂胶结充填材料微宏观特性测试与分析 |
2.5.1 全尾砂胶结充填体力学实验 |
2.5.2 全尾砂胶结充填材料微观实验 |
2.5.3 定量分析系统 |
2.5.4 实验结果与分析 |
2.6 本章小结 |
3 全尾砂胶结充填体强度预测模型及配比优化设计 |
3.1 引言 |
3.2 全尾砂胶结充填体强度实验与分析 |
3.2.1 不同配比全尾砂胶结充填体强度测试 |
3.2.2 全尾砂胶结充填体强度影响因素分析 |
3.2.3 强度影响因素显着性与敏感性分析 |
3.3 基于GA-SVR的充填体强度预测模型 |
3.3.1 支持向量回归机(SVR) |
3.3.2 遗传算法(GA) |
3.3.3 遗传算法应用于SVR参数优化 |
3.3.4 基于遗传算法的SVR参数优化模型构建 |
3.3.5 预测结果与对比分析 |
3.4 分层充填充填体强度设计 |
3.4.1 充填体强度设计概述 |
3.4.2 胶结层充填体强度设计 |
3.4.3 阶段内分层充填体强度设计 |
3.5 全尾砂胶结充填配比优化 |
3.5.1 实验采场工程概况 |
3.5.2 胶结层强度设计 |
3.5.3 下部尾砂充填体强度设计 |
3.5.4 全尾砂胶结充填体配比优化 |
3.6 本章小结 |
4 分层充填开采围岩-充填体协调变形破坏规律 |
4.1 引言 |
4.2 矩形空区围岩应力分析 |
4.2.1 矩形空区力学模型 |
4.2.2 矩形空区围岩应力的弹性解 |
4.3 分层充填开采围岩力学解析 |
4.4 围岩-充填体协调变形规律数值模拟 |
4.4.1 单采场充填开采围岩变形规律分析 |
4.4.2 多采场充填开采围岩变形规律分析 |
4.5 分层充填开采围岩稳定性控制 |
4.5.1 围岩稳定性影响因素 |
4.5.2 围岩稳定性控制技术 |
4.6 本章小结 |
5 围岩-充填体-点柱协同支护理论体系 |
5.1 引言 |
5.2 支护单元作用机理 |
5.2.1 围岩 |
5.2.2 点柱 |
5.2.3 充填体 |
5.3 围岩-充填体-点柱协同支护理论 |
5.3.1 协同支护理论的提出 |
5.3.2 协同支护基本原理 |
5.4 点柱式上向分层充填法协同支护系统稳定机制 |
5.4.1 点柱式充填法协同支护系统 |
5.4.2 围岩-点柱协同支护系统稳定机制 |
5.4.3 围岩-充填体-点柱协同支护系统稳定机制 |
5.5 围岩-充填体-点柱协同支护机理数值模拟分析 |
5.5.1 围岩-点柱协同支护 |
5.5.2 围岩-充填体-点柱协同支护 |
5.5.3 围岩-充填体-点柱三者协同支护机理 |
5.6 本章小结 |
6 上下充填体协同作用下水平矿柱安全厚度优化 |
6.1 引言 |
6.2 充填体协同作用下水平矿柱有限元分析 |
6.2.1 充填体协同作用下水平矿柱力学模型 |
6.2.2 水平矿柱及充填体分析单元的选择 |
6.2.3 基于Mindlin中厚板理论的有限元分析 |
6.3 工程背景概述 |
6.3.1 工程地质概况 |
6.3.2 水文地质概况 |
6.3.3 原岩应力 |
6.4 水平矿柱安全厚度优化 |
6.4.1 矿山水平矿柱留设形态调查 |
6.4.2 上中段充填体荷载计算 |
6.4.3 有限元模拟结果分析 |
6.4.4 水平矿柱安全厚度确定 |
6.5 充填体中水平矿柱稳定性分析 |
6.5.1 水平矿柱安全厚度校验 |
6.5.2 水平矿柱FLAC~(3D)计算模型 |
6.5.3 水平矿柱稳定性分析 |
6.6 本章小结 |
7 大规模全尾砂胶结充填开采工程应用与评价 |
7.1 引言 |
7.2 大规模充填开采地表沉陷防控技术 |
7.3 充填开采地表沉陷GPS监测 |
7.3.1 GPS监测系统 |
7.3.2 地表沉陷监测 |
7.3.3 监测数据处理及分析 |
7.4 充填开采地表沉陷预测与分析 |
7.4.1 充填开采地表沉陷模拟预测方案 |
7.4.2 充填开采地表沉陷模拟预测分析 |
7.4.3 充填开采地表沉陷实测与预测对比 |
7.5 充填开采地表沉陷防控技术可靠性评价 |
7.5.1 可靠性影响因素分析 |
7.5.2 可靠性评价体系 |
7.5.3 评价标准的确定 |
7.5.4 评价指标体系权重 |
7.5.5 综合评定标准 |
7.5.6 充填开采可靠性评价结果 |
7.6 本章小结 |
8 结论及展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间发表的学术论文和参加的科研项目 |
1、攻读博士期间发表的学术论文 |
2、攻读博士期间参加的主要科研项目 |
3、攻读博士期间取得的其他成果 |
(4)金川镍矿床深部资源高效开发与综合利用的关键技术研究(论文提纲范文)
1. Introduction |
2. Resource features and geology of the Jinchuan nickel deposit |
3. Key technological problems for deep mining in the Jinchuan nickel mine |
4. Key research directions and phased results for the exploitation of deep resources |
4.1. Theory of and technology for broken, expanded, and rheological rock under high stress |
4.1.1. The distribution law of ground stress in the Jinchuan nickel mine |
4.1.2. The mechanism of deformation and failure in the deep surrounding rock |
4.1.3. Deformation monitoring and a disaster-prediction and pre-warning system |
4.1.4. Support technique for surrounding rock in deep roadways |
4.2. A new technique of large-area continuous mining in honeycomb structural drives |
4.2.1. Research on the technique of pillar-free large-area continuous stoping of thick orebodies |
4.2.2. An efficient mining method with large-section hexagonal drives in honeycomb structures |
4.2.3. Large-diameter empty hole spiral-cutting blasting |
4.2.4. Optimization of stope arrangement in thick orebodies |
4.3. High-density slurry pipeline transport backfilling with mine solid waste as the coarse aggregate |
4.3.1. Matching backfilling strength with the continuous mining of thick orebodies |
4.3.2. The development of a high-flowing slurry backfill technique with mine solid waste as the coarse aggregate |
4.3.3. Research on high-density slurry flowing characteristics and the full pipe flow feeding mechanism |
4.3.4. Research on a failure model of backfill drill holes in deep shafts and their repair |
5. Conclusions |
1.引言 |
2.金川镍矿的资源特征和地质条件 |
3.金川镍矿深部开采的关键技术问题 |
4.深部资源开采的关键技术研究导向和阶段性成果 |
4.1.关于碎裂、流变岩体在高应力作用下的理论和技术 |
4.1.1.金川镍矿地应力分布规律 |
4.1.2.深部围岩变形和破坏的力学机理 |
4.1.3.变形监测与灾害预测和预警系统 |
4.1.4.深部巷道围岩的支护技术 |
4.2.采用蜂窝状结构进路的大面积连续开采新工艺 |
4.2.1.厚矿体无矿柱大面积连续开采工艺研究 |
4.2.2.蜂窝状结构的大断面六角形进路高效采矿方法 |
4.2.3.大直径空孔螺旋状掏槽爆破 |
4.2.4.厚矿体采场布置的优化 |
4.3.矿山固体废弃物作为粗骨料的高浓度料浆管道输送充填 |
4.3.1.与厚矿体连续开采相匹配的充填体强度 |
4.3.2.矿山固体废弃物作为粗骨料的高流动性料浆充填工艺的开发 |
4.3.3.高浓度料浆流动特性和满管流输送力学机理的研究 |
4.3.4.深井充填钻孔的破坏模式及其修复研究 |
5.结论 |
(5)金川镍钴铂族金属资源开发与可持续发展研究(论文提纲范文)
1前言 |
2 金川镍矿资源开发现状和技术水平与研究成果 |
2.1 金川硫化铜镍矿资源开发概况 |
2.2 金川资源开发技术水平与研究成果 |
3 金川资源开发利用与可持续发展面临的主要问题 |
4 金川镍钴铂族资源开发与可持续发展战略 |
4.1 国内资源与国外资源的优势控制战略 |
4.2 绿色开发与循环经济的环保开发战略 |
4.3 扩大生产规模与降低采矿成本的效益经营战略 |
4.4 科技创新与技术支撑的发展战略 |
5 金川镍矿资源开发进一步研究课题与关键技术 |
6结语 |
(7)中国镍资源开发现状与可持续发展策略及其关键技术(论文提纲范文)
1镍金属在国民经济和国防工业中的地位 |
2 世界镍矿资源与开发现状 |
2. 1 世界镍矿资源概况 |
2. 2 全球镍矿开发与生产 |
2. 2. 1 全球镍资源开发与产量 |
2. 2. 2 全球与中国镍金属产量 |
2. 2. 3 全球镍价变化与预测 |
3 中国镍矿资源、产能与需求分析 |
3. 1 中国镍资源与开发现状 |
3. 1. 1 中国镍矿资源分布与特点 |
3. 1. 2 中国镍矿资源开发现状 |
3. 2 中国镍金属生产与需求分析 |
3. 2. 1 中国镍产量 |
3. 2. 2 中国镍消费与需求分析 |
3. 3 中国镍资源保障分析 |
4中国镍资源面临问题与可持续发展策略 |
4. 1 中国镍矿资源开发面的临问题 |
4. 1. 1 资源短缺,对外依存度高和资源保障率低日趋严重 |
4. 1. 2 镍矿资源开发规模和采矿经济效益面临挑战 |
4. 1. 3镍矿资源安全、高效、环保开发利用面临巨大压力 |
4. 2 中国镍矿资源开发持续发展策略 |
4. 2. 1 加大地质探矿投资力度,寻找新的镍矿资源,扩大矿产资源储备 |
4. 2. 2 合理开发利用国内资源,积极开发海外资源,保证中国镍原料供应 |
4. 2. 3 镍资源开发与利用推行清洁无废生产,减少环境危害,保护矿山环境 |
4. 2. 4 优化镍工业产业结构,实现合理的产业链和企业组织结构 |
4. 2. 5 重视红土镍矿开发建设与资源综合利用,注重大洋底镍矿资源 |
4. 2. 6 开展镍矿资源开发利用技术攻关,提高技术水平,推动产业升级 |
5中国镍矿资源持续发展的关键技术 |
5. 1 中国镍矿成矿理论与找矿技术 |
5. 2 矿山边角矿和残矿资源开采技术 |
5. 3 深井与贫矿安全高效与经济采矿技术 |
5. 4 低品位资源原位溶浸采矿技术 |
5. 5 红土型镍矿资源选冶技术 |
6 结语 |
(8)金川镍矿早强胶凝材料开发及充填料浆管输特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景、目的和意义 |
1.2 研究内容 |
1.3 技术路线 |
2 文献综述 |
2.1 国内外充填法采矿研究现状与发展 |
2.1.1 国外充填采矿法的应用现状 |
2.1.2 国内充填采矿应用现状与发展 |
2.1.3 国内充填法采矿的发展历程 |
2.2 充填胶凝材料研究与应用现状 |
2.2.1 传统胶凝材料的研究现状及存在问题 |
2.2.2 新型充填胶凝材料研究现状 |
2.3 地应力与充填体强度设计方法 |
2.3.1 地应力的表述及转换 |
2.3.2 充填体强度设计方法 |
2.4 充填流体力学相关理论 |
2.4.1 充填料浆流动参数 |
2.4.2 液流状态和雷诺数 |
2.4.3 悬液的流型分类 |
2.4.4 料浆管道输送的水力计算 |
2.5 正交试验与均匀试验原理和步骤 |
2.5.1 正交试验设计原理与步骤 |
2.5.2 均匀试验设计原理与步骤 |
2.6 BP人工神经网络与计算流体力学的应用 |
2.6.1 BP神经网络的应用 |
2.6.2 计算流体动力学软件FLUENT的应用 |
3 金川镍矿深部采场充填体强度设计 |
3.1 金川矿山充填技术工艺及充填体强度要求 |
3.1.1 金川镍矿资源概况 |
3.1.2 金川矿山充填技术与工艺 |
3.1.3 金川矿山目前充填体强度要求 |
3.2 金川矿山地应力分布特征研究 |
3.2.1 金川矿区地应力实测数据搜集分析 |
3.2.2 基于人工神经网络的金川地应力预测分析 |
3.2.3 金川镍矿地应力回归预测分析 |
3.3 与金川高地应力采场相匹配的充填体强度标准 |
3.3.1 影响充填体强度的因素 |
3.3.2 金川充填体强度标准的分析确定 |
3.4 本章小结 |
4 金川镍矿磷石膏-矿渣基早强胶凝材料研发 |
4.1 充填物料的来源及物化特性分析 |
4.1.1 磷石膏的来源及物化特性分析 |
4.1.2 水淬渣的来源及物化特性分析 |
4.1.3 棒磨砂的来源及物化特性分析 |
4.1.4 生石灰的来源及物化特性分析 |
4.2 开发充填胶凝材料的试验仪器设备和试验步骤 |
4.2.1 开发充填胶凝材料的试验仪器设备 |
4.2.2 开发充填胶凝材料的试验步骤 |
4.3 磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料开发试验 |
4.3.1 磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料配方试验 |
4.3.2 磷石膏-矿渣基早强充填胶凝材料的验证试验 |
4.3.3 基于人工神经网络充填体早期强度预测 |
4.3.4 新型充填胶凝材料的早期强度回归分析 |
4.3.5 磷石膏-矿渣基早强胶凝材料最佳配方及性价比分析 |
4.4 早强胶凝材料水化机理及强度形成过程研究 |
4.4.1 胶凝材料水化机理研究的主要仪器 |
4.4.2 早强胶凝材料水化过程的化学反应分析 |
4.4.3 早强胶凝材料SEM试验结果分析 |
4.4.4 早强胶凝材料XRD试验结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 高浓度新型早强胶凝材料料浆管输特性研究 |
5.1 早强胶凝材料料浆的流动性测试分析 |
5.1.1 充填料浆流动性测试的试验仪器 |
5.1.2 充填料浆流动性测试的试验过程 |
5.1.3 早强充填料浆流动性测试的结果及分析 |
5.1.4 基于料浆流动性测试结果的可输送性分析 |
5.2 金川矿区充填系统现状及料浆流态分析 |
5.2.1 金川矿区充填站的基本情况 |
5.2.2 金川矿区充填管网的基本情况 |
5.2.3 高浓度充填料浆的流态分析 |
5.3 高浓度料浆在直管中的输送特性分析 |
5.3.1 料浆流经内径100mm水平圆管的数值模拟分析 |
5.3.2 料浆流经内径200mmm水平圆管的数值模拟分析 |
5.3.3 料浆流经水平直管时的速度和压强分析 |
5.4 高浓度料浆在弯管中的输送特性分析 |
5.4.1 料浆流经曲率半径为1.2m弯管的数值模拟分析 |
5.4.2 料浆流经曲率半径为0.1m弯管的数值模拟分析 |
5.4.3 料浆流经弯管时的速度和压强分析 |
5.5 长距离满管阶梯管道输送特性数值模拟 |
5.5.1 内径100mm阶梯管道输送的数值模拟分析 |
5.5.2 内径200mm阶梯管道输送的数值模拟分析 |
5.5.3 长距离满管阶梯输送的速度和压强分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)金川高应力矿床充填采矿技术研究进展与亟待解决的技术难题(论文提纲范文)
1 前言 |
2 金川矿山充填采矿发展历程 |
2.1 金川铜镍矿床特点与存在的问题 |
2.1.1 金川铜镍矿床特点 |
2.1.2 采矿设计存在得主要问题 |
2.1.3 深部多中段开采存在的问题 |
2.2 金川充填技术研究发展阶段 |
2.2.1 粗骨料机械化胶结充填 |
2.2.2 高浓度管道自流输送 |
2.2.3 高浓度管道自流充填技术革新和膏体充填系统改造 |
3 金川充填采矿技术研究成果 |
3.1 充填材料及配比优化研究 |
3.2 充填料浆流变性及管道输送研究 |
3.3 高浓度及膏体充填料浆制备技术研究 |
3.4 充填料浆输送管网优化研究 |
3.5 膏体充填技术攻关与充填系统改造研究 |
4 金川充填技术存在问题与关键技术研究 |
4.1 金川充填技术存在的问题 |
4.2 金川充填采矿亟待解决的技术难题 |
5 结语 |
四、金川镍矿1~#矿体稳定性问题研究(论文参考文献)
- [1]金川二矿区深部工程地质及开采稳定性技术研究[D]. 贺耀文. 兰州大学, 2020(04)
- [2]金川二矿区深部地应力测量及其应力状态分析[D]. 孙鹏. 长安大学, 2019(01)
- [3]全尾砂胶结充填材料微宏观特性及协同支护机理研究[D]. 张雯. 西安建筑科技大学, 2018(06)
- [4]金川镍矿床深部资源高效开发与综合利用的关键技术研究[J]. 杨志强. Engineering, 2017(04)
- [5]金川镍钴铂族金属资源开发与可持续发展研究[J]. 杨志强,王永前,高谦,陈得信. 中国矿山工程, 2016(05)
- [6]金川二矿区16行垂直矿柱的力学效应分析[A]. 马凤山,闫冬飞,卢蓉,刘锋,岳斌,雷扬. 2016年全国工程地质学术年会论文集, 2016
- [7]中国镍资源开发现状与可持续发展策略及其关键技术[J]. 杨志强,王永前,高谦,武拴军. 矿产保护与利用, 2016(02)
- [8]金川镍矿早强胶凝材料开发及充填料浆管输特性研究[D]. 张光存. 北京科技大学, 2015(09)
- [9]金川高应力矿床充填采矿技术研究进展与亟待解决的技术难题[J]. 杨志强,高谦,王永前,陈得信,姚维信. 中国工程科学, 2015(01)
- [10]金川二矿区多中段开采对地表岩移的影响研究[A]. 马凤山,赵海军,郭捷,李克蓬. 中国科学院地质与地球物理研究所2014年度(第14届)学术年会论文汇编——工程地质与水资源研究室, 2015