矿山地压监测系统研究设计以及地压数据管理系统的开发

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由于复杂的地质环境以及受地应力影响等等因素,地下矿山的开采以及其他一些地下工程安全隐患很多,并且随着工程深度而逐渐增多。工程深度越深,对安全的威胁越大。为了确保采矿以及其他一些地下工程的安全生产,采取特定的安全措施显得尤为重要。地下工程不同于地表的工程,他们处在地球岩层中,受到地应力的影响以及板块运动的影响,导致容易出现巷道收敛、顶板沉降以及围岩变形严重等等问题。这些问题严重影响着安全生产。要达到安全生产必须要对工程现场的地应力进行较为准确的预测。由于工程实践中的实际地质环境多为复杂岩体而非简单完整的岩石,而岩石力学实验室中多采用完整的岩石试块,所以很难用室内试验的方式准确预测。数值模拟等手段现在越来越受到研究者的青睐,然而由于没有成熟的岩石力学理论,大多数模拟软件所用的本构模型不能准确反映现场实际情况,所以也不能准确预测现场地压力和变形。所以,采用现场地压监测显得更为准确和实用。现场地压监测不仅是确保安全生产的重要手段,也是数字化矿山发展的重要组成,为矿山管理提供了便利。  本文基于河南三门峡段村-雷沟矿山的项目背景,在多次对现场地质情况进行考察的基础上,对雷沟矿山地压监测系统的采用以及测点和测站布置等进行研究,同时结合了FLAC3D数值模拟进行分析研究。由于自带莫尔库伦模型存在没有考虑中间主应力的弊端,笔者在经典莫尔库伦本构模型的基础上,自行推到了三维莫尔库伦差分本构模型并内置于FLAC3D中;利用推导的模型对矿区进行数值模拟,综合地质考察情况以及成本费用等因素提出合理的地压监测方案。由于本项目其他水平不准备购买全套远程监测设备,笔者还用VC++自行编写一个处理矿山压力数据的小软件,对矿山管理数字化和人性化的研究提供了参考。
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