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岩层移动规律研究在大型岩土工程领域有着十分重要的意义。其中,在海下矿体作业中,由于其条件特殊,在开采过程中,不允许上覆岩层产生大的变形,以防止海底沉陷造成的溃水性危险。所以海水下开采岩移规律研究显得尤为重要。
本文以山东黄金集团三山岛金矿新立矿区为工程背景,重点就海下充填开采过程中采场围岩及海底表面岩层移动规律进行研究,主要进行了如下的工作:
(1)本论文在对国内外水下采矿技术以及矿山岩移资料文献分析研究的基础上,结合矿区工程地质和水文地质的具体特点,对矿区充填开采的岩移规律采用概率积分法进行了理论分析,得出了岩层移动相关计算参数;
(2)通过相似材料模拟实验,对两种开采方案进行实验模拟研究,揭示了在不同的采场结构和开采步序条件下岩层移动规律,并从应力这一角度分析了其变化趋势;
(3)采用大型岩土工程软件FLAC3D对多种开采方案进行了数值模拟计算研究,通过新颖的建模方式,使模型整体大范围与局部结构小范围的矛盾以及网格划分的难题得到较好解决。模拟从模型弹塑性状态、应力变化以及位移变化等角度,通过定性和定量的分析研究,进一步验证了矿区海下充填开采岩层移动变化规律。
通过本论文的研究,为三山岛金矿新立矿区安全、经济生产提供了技术支持,同时也对其他水下采矿项目以及岩土工程领域中岩层移动问题的研究提供了理论参考,经济价值和社会意义巨大。