龙桥铁矿变形监测分析及FLAC3D模拟研究
21世纪,世界各地经济高速发展,矿产资源需求量不断增加,尤其是金属矿产资源的需求量越来越大。近年来,随着开采机械性能及开采技术的不断提高,露天及地下浅部矿产资源储量随着开采年限的增加越来越少,从而促使人类对地下更深处的矿产资源进行探寻与开采。 地下深部开采涉及地质情况复杂、开采断面多等困难,难以用常规监测方法对整个矿区进行安全性监测。本文以龙桥铁矿为研究区域,以现场监测数据为依据,运用强大的数值模拟软件FLAC3D建立矿区围岩及矿体模型,利用建立好的矿区模型对矿体开挖产生的位移值进行正算,再运用BP神经网络对正算位移值与对应的围岩参数进行网络训练,最后将实测位移值代入训练好的网络中求出围岩“综合参数”;再将求出的“综合参数”返代入原FLAC3D模型中进行模拟开挖,课题研究表明,通过模拟可以形象直观的看出围岩的变形趋势,更好的对围岩的稳定性进行分析,从而达到对矿山稳定性监测的目的,保障了矿区人员及财产安全。 本文主要研究的内容和研究成果有: (1)充分收集矿区相关资料,并对矿区进行详细勘查,根据收集和勘查资料,合理制定了监测方案。通过对现场监测点进行数据采集、数据处理,分析了围岩的变形规律及监测点位移量与开挖距离之间的关系、影响因素,通过分析确定了待反演参数。 (2)介绍了FLAC3D软件的基本原理、优缺点及基本特征。建立了龙桥铁矿数值模型,通过利用矿区局部试验的岩体力学参数,对龙桥铁矿-295、-279中段进行了模拟开挖,根据监测点的位移变化图分析了监测点与开挖距离之间的变形规律,验证了FLAC3D数值模型可作为巷道位移反演的正算软件。 (3)本文提出了“控制法”反演的主体思想,说明了“控制法”反演的优势,通过实例验证其可行性和准确性;运用CASS软件中的土方平衡法来将地表简化为一个平面作为模型顶面;运用“正交法”来确定不同的弹性模量E和粘聚力C,将不同的弹性模量E和粘聚力C代入已建好的FLAC3D模型中计算出对应点的位移值;运用BP神经网络对多组位移值进行网络分析。 (4)运用DPS数据处理软件中的BP神经网络工具箱,根据现场对应点的多组监测位移值反演出多组参数组合,将这些参数组合利用加权平均值法计算出围岩的“综合参数”。再将该“综合参数”代入模型中对同一中段(-295中段)和不同中段(-279中段)进行正算,并将模拟值与现场监测值进行比较,通过数据对比分析,验证了模拟位移值较准确的反映了围岩的变形规律,可用于围岩稳定性监测。
铁矿;变形监测;数值模拟;稳定性分析
江西理工大学
硕士
大地测量学与测量工程
马大喜
2013
中文
TD326
69
2014-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）