露天开采境界内采空区建模、稳定性分析及治理研究

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2、derOpen--PitMine作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：赵晓听采矿工程资源与安全工程学院李夕兵教授论文答辩日期三型：丝佃答辩委员会主中南大学2011年04月作者签名：，起塑茸日期：旦年兰月皇日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文

3、全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：导师摘要采、民采及历史原因，在矿区露天开采境界内存在大量末处理的采空区。这些采空区由于受地压、岩石风化及爆破震动的影响，发生了不同程度的坍塌、破坏，体积与高度也发生了改变，致使残留的多层采空区复杂难辨。露天开采中，这些形态各异、大小高低不同不规则的采空区，严重威胁着开采人员与设备的安全。因此，很有必要就目前我国露天矿山所存在的采空区危害进行包括空区三维可视化、空区稳定性、爆破载荷对空区稳定性的影响及其空区治理措施等方面的研究。鉴于此，本文的主要研究内容如下

4、：l、收集、整理、分析大宝山矿采空区的基本资料，运用MIDAS．GTS软件分别建立地表模型、各中段空区模型以及矿山整体模型，以期直观地反映出采空区和露天边坡之间的三维空间关系。2、建立数值计算简化模型，对台阶动态开挖作用下的空区稳定性进行分析。通过对空区应力、位移的分析，得出台阶动态开挖对采空区稳定性的影响。3、利用数值方法研究爆破动载荷作用下空区的稳定性。分别研究爆破载荷的大小、作用位置对空区的位移、速度、加速度的影响，得出爆破动载荷对空区稳定性的影响规律。4、以露天开采境界下的空区为研究对象，根据空区赋存形态

5、、矿岩稳固条件、空区治理难易程度，对露天空区进行分类；从实际生产、数值模拟、空区稳定性评判的角度对空区治理与否的标准进行界定；确定露天采空区治理的原则和治理的有效步骤。关键词：露天开采境界，采空区，稳定性，数值模拟，爆破震动ABSTRACTamountofningbeforesurfaceminingandprivatemining．Becauseoftheinfluenceofgroundpressure，rockweatheringandblastingvibration，mostofthecavitiesc

6、ollapsedindifferentdegrees．Variedsizeandheightofcavitiesresultinthedifficultyofthedeterminationofthelocationandsizeofthecavities．Intheprogressofminingintheopen—pit，thoseirregularcavitieswithcomplexshapebecameaseriousthreattothesafetyofminingpersonnelandequipm

7、ent．Therefore，fortheopenpitswithcomplexandirregularcavities，somekeyproblemsincluding3Dvisualizationofcavities，thestabilityofcavities，theeffectoftheblastloadonthecavitystability,effectivemeasuresofthecavitiestreatmentsshouldbedeeplyinvestigated．Intheviewofthis

8、，themaincontentsofthispaperareasfollows：1、Collecting，processingandanalyzingtheoriginaldataofthecavitiesintheopenpitsofDabaoshanMine．Building3Dsolidmodelsofthesurface，cavities，andthemining