鈾作為一種重要的戰(zhàn)略資源主要運用于國防建設和核能發(fā)展。內蒙、新疆等西部地區(qū)分布著大量的鈾資源,該礦區(qū)的地層以弱膠結地層居多。由于該地層成巖時間晚、膠結性能差、強度低(單軸抗壓強度1 MPa)、易風化且遇水泥化崩解、易膨脹的特性,在一定條件下會發(fā)生顯著的塑性變形,導致巷道圍巖破壞嚴重,支護難題越來越突出。本文以內蒙古某鈾礦埋深為70 m的巷道為工程背景,其礦層厚度為1.5 m,針對其淺埋、可采礦層薄的特點綜合運用物理力學試驗、數(shù)值模擬、相似模型試驗等方法對弱膠結淺埋礦體圍巖的支護技術、應力分布及變形特征進行了研究。主要研究內容如下:(1)通過現(xiàn)場取樣、室內試驗來獲取圍巖的基本物理力學參數(shù),為后續(xù)的數(shù)值計算分析及研究相似配比、模型試驗提供基礎資料;(2)采用FLAC3D數(shù)值軟件建立不同的模型,分析U29、U36型鋼及0.5 m至1.1m間排距時的圍巖變形特征及塑性區(qū),從而優(yōu)選出最佳的支護參數(shù);(3)采用普氏理論、太沙基理論和ansys數(shù)值軟件對于數(shù)值模擬獲取的支護方案進行U型鋼支架受力分析,驗證支護方案的可行性;;(4)基于相似理論,選取細砂為骨料,石膏為主要膠結物,采用碳酸鈣為輔助膠結物模擬中硬和堅硬巖石,并且加入膨潤土來模擬礦床巖石具有膨脹性的特性,并進行了約40組力學試驗,選出3組接近物理模型的配比,為進行后續(xù)的模型試驗研究提供數(shù)據(jù)信息;(5)綜合運用數(shù)字照相技術、薄膜傳感器及微型電阻應變計等測量手段,分析在優(yōu)選的支護方案下圍巖的變形破壞過程、圍巖表面位移、圍巖應力變化及支護構件的應力變化等規(guī)律,用以指導工程現(xiàn)場。該論文有圖67幅,表22個,參考文獻107篇。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD353
【部分圖文】：

圖 1-2 雙層錨固平衡拱結構Figure 1-2 Double anchored balanced arch structure模型試驗研究根據(jù)相似理論對實際工程進行縮尺，在實驗室進行控制的因素較多，在工程現(xiàn)場進行嘗試性試驗是不經濟合理的方法。相關學者在巷道支護技術方面采方面，姜耀東等[84]研制出真三軸巷道平面模型試采用液壓枕加載系統(tǒng)，模型受載均勻，并且進行了采用雙層聚四氟乙烯塑料薄膜作為減摩材料；李元，模型尺寸為 1.0m×1.0m×1.0m，試驗臺 6 個端面能滿足結構強度，也能減少重量，加載裝置采用了并且采用自行研制的大變形數(shù)字照相量測技術，具解決了模型內部的應力量測與表面位移的高精度測

碩士學位論文行分析，以驗證數(shù)值分析所獲得支護方案的有效性，為礦體后續(xù)的開采提3.2 技術路線本文采用采用物理力學試驗、數(shù)值分析和物理模型試驗等方法，對弱膠道支護結構進行研究，獲取巷道合理的支護參數(shù)及形式，技術路線設計如圖現(xiàn)場巖樣物理力學性質 支護結構材料力學性質弱膠結軟巖地質力學模型試驗研究單直膨組抗抗

驗是一切科學研究的基礎，因巖體礦物成分、巖石結構與構造的不同，石的物理和力學性質差別很大。巖體的物理力學特性是影響巷道穩(wěn)定性，是進行數(shù)值分析、模型試驗的原始資料，是巷道支護、圍巖穩(wěn)定性分少的資料。程背景（Engineering background）區(qū)域概況鈾礦床位于內蒙古境內，東西寬約 7.00 km，南北長約 10.00 km，面積勢平坦，海拔 910.00~1055.00m。地表水體缺乏，多為季節(jié)性積水洼地該區(qū)域溫差較大，冬季寒冷，夏季炎熱，多風少雨，氣候干燥，近五年為 114.50 mm，年平均蒸發(fā)量為 1897.30 mm，1 月份平均氣溫低至-17℃溫高達 25℃，近五年來最大凍土深度 2.00 m。最佳野外施工時間為每鈾礦所在區(qū)域地勢平坦，溝谷不發(fā)育，無地質自然災害的發(fā)生，礦區(qū)形地貌如圖 2-1 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2892195