多重耦合露天转地下边坡稳定性分析

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1、附件2中南大学大学生创新训练项目项目申请书(理工类)项目名称：多重应力耦合作用下露天转地下边坡稳定性分析申请人：封跃所在班级：采矿1002班指导教师：邓红卫学科专业：采矿工程所在单位：资源安全工程学院采矿1002班联系电话：14789756602E-MAIL：13984809661@yeah.net申请日期：2011年6月8日星期三中南大学2011年6月11填写说明1．本申请书所列各项内容均须实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要。2．本申请书为大十六开本（A4），左侧装订成册。可网上下载、自行复印或加页，但

2、格式、内容、大小均须与原件一致。3．申请人所在学院认真审核，签署意见后，将申请书（一式两份）报送本科生院特色教育办公室。11一、简况项目名称多重应力耦合作用下露天转地下边坡稳定性分析所属学科采矿工程批准经费4400起止年月2011年7月至2011年12月申请人姓名封跃性别男民族汉族出生年月1991年8月身份证号522501199107089438电话14789756602学号0201100228指导教师邓红卫职务职称副教授电话项目参与人性别出生年月班级学院学号电话张爱术男1991年8月采矿1002资源安全工程学院

3、020110021815073190481王佳男1990年11月采矿1002资源安全工程学院020110021013272072827姚杰男1991年9月采矿1002资源安全工程学院020110023015116164501申请人曾参与和本项目相关科研的情况暂无指导教师承担本项目相关科研课题情况新桥硫铁矿研究课题“区域多水源高硫缓倾斜矿床露天转地下产能转换及环境重建综合技术研究”11项目情况简介本项目源于新桥硫铁矿研究课题“区域多水源高硫缓倾斜矿床露天转地下产能转换及环境重建综合技术研究”，现在许多露天矿纷纷转入

4、地下，露天转地下的实施中有很多的问题需要解决。其中露天地下联合开采高陡边坡的稳定性就是一个重要的研究难题。本项目采用数值模拟和相似模型实验对多重耦合状态下露天边坡变形破坏机理进行研究。模型试验和数值模拟的结合比较分析，相互验证，为露天转地下矿山露天边坡的支护和加固提供理论依据。二、课题论证（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）1立项依据(研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的

5、关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录)（1）研究意义随着矿山露天开采深度的不断增加，露天方案越来越不适合矿山生产要求。近年来，湖北大冶铁矿、河北石人沟铁矿、河北杏山铁矿、河北司家营铁矿和安徽新桥硫铁矿等露天矿已经进行了或将要实施露天转地下工作；我国现在数量很多的矿山将要实施露天转地下工作。因此，露天转地下工作中如何保证边坡的稳定性，是我国采矿工业今后要解决的技术难题。据调查，露天转地下开采的矿山为了实现稳产或产量波动不大，一般采用不停产过渡，即在过渡时期需要在垂直方向上露天与地下同时开采，同时为了处理

6、好露天、地下开采相互影响的问题，露天采矿的采动和地下矿采动使露天坑边坡处于一个很不稳定的状态。解决矿山岩石力学问题常用的数值模拟分析方法是建立在客观反映原型和模型开挖过程力学效应的基础上，越来越多的被用在采矿覆盖岩层移动的数值模拟和地表变形预测，很多学者对露天转地下开采的工程问题进行数值模拟。数值模拟并不能完整准确地反映采动而引起的岩层移动，而物理相似模型实验凭借其能够准确再现采动过程中岩层运动、破坏方面的优势，可以有效弥补数值模拟的不足。鉴于此，开展了露天转地下不停产过渡边坡稳定性的研究，使其既能取的较好的经济

7、效益又能满足安全生产的需求。11（2）国内外现状分析和发展趋势1）模型试验研究相似模型实验是20世纪30年代由苏联库兹涅佐夫提出的，已成为国内外矿业界的一种重要的研究手段。相似模型试验自1956年开始在我国应用，目前已发展了半个世纪，近年来，太原理工大学胡耀青等利用开发的大型三维流固耦合试验台对带压开采顶板破坏规律进行了三维相似模拟研究，严国超等利用模型试验来研究极近距离薄煤层群联合开采规错距理论。李仲奎等对水电站的地下厂房也进行了模型实验研究。山东大学岩石与结构工程研究中心朱维申等利用模型试验来分析大型地下洞群

8、得稳定性。中科院武汉岩土所刘建等利用地质力学模型试验来分析三峡大坝的整体稳定性，任伟中等利用模型试验来研究厚覆盖层条件下地表及围岩变形破坏特性等，陈浩等利用岩土工程大型真三轴物理试验机对地下结构的稳定性进行了大量的模型试验。中国矿业大学冯梅梅等利用模型试验来分析承压水上开采煤层底板隔水层裂隙演化规律，刘长武等利用三维物理模拟实验装置对巷道开掘工程引起的应力场演变规律进行研