山阳—商南钒矿带矿区斜坡破坏机理分析及地质灾害危险性评价

论文摘要

有金属“维生素”之称的钒,在航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域应用变得越来越广泛,山阳-商南钒矿带作为重点钒矿开采区,开采强度愈来愈强烈,导致矿区地质灾害频发,对居民、矿山企业工作人员以及矿山环境造成了一定的威胁。本文基于项目“秦岭矿产资源集中开采区隐蔽性矿山地质灾害识别及成灾机理研究”,以山阳-商南钒矿带上的山阳县中村镇五洲矿区作为研究区,通过资料的收集及野外地质调察,对研究区的自然地理、开采历史及现状、地质灾害孕灾背景及地质灾害发育现状等条件进行了介绍,为后续的研究工作打下基础,主要研究方法和成果如下:（1）采矿活动对斜坡稳定性的影响主要体现在三个方面:矿洞开挖、采空区及爆破,基于解析法和数值法对采矿活动对斜坡稳定性的影响进行了分析。利用MidasGTS软件建立不同规模的矿洞和采空区在斜坡的不同位置的模型,进行模拟计算,将模拟结果与无巷道开挖模型模拟结果进行对比分析,得到了巷道开挖和采空区对斜坡稳定性的影响情况;利用解析法分析了爆破的允许安全距离及影响半径,判断爆破是否对斜坡稳定性造成影响。（2）对研究区的斜坡结构类型及破坏模式进行了总结,同时基于野外调查,分析了影响斜坡变形失稳的成因,以研究区金狮剑不稳定斜坡为例,基于Midas-GTS软件,仅在自重应力条件下进行地下开拓系统开采前的初始地应力平衡计算,将位移清零,随后在地下开采的条件下,进行了金狮剑不稳定斜坡数值模拟计算,分析了斜坡体的位移、应力及塑性区发展特征。（3）在充分了解地质灾害危险性的基本原则和常用评价方法的基础上,结合研究区影响地质灾害的主要因素,采取层次分析法对研究区进行地质灾害危险性评价。首先构建研究区地质灾害危险性评价的指标体系,然后基于层次分析法建立适合研究区的地质灾害危险评价的数学模型,借助ArcGIS的空间分析功能,得到矿区地质灾害危险性评价结果。对评价结果进行分析,将研究区地质灾害危险性共分为3个等级:低危险性、中危险性和高危险性,总结了每个等级对应区域的特征。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据及研究意义
•     1.1.1 选题依据
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 地质灾害危险性评价研究现状
•     1.2.2 地下开采条件下斜坡破坏成因机理研究现状
•     1.2.3 钒矿带隐蔽性地质灾害研究现状
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第二章 研究区概况
•   2.1 自然地理条件
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 气象水文
•   2.2 矿区开采历史及现状
•     2.2.1 历史开采情况
•     2.2.2 开采现状
•   2.3 研究区地质环境背景
•     2.3.1 地形地貌
•     2.3.2 地层岩性
•     2.3.3 地质构造
•     2.3.4 水文地质条件
•     2.3.5 其他人类工程活动
•   2.4 矿区地质灾害类型及其特征
•     2.4.1 滑坡
•     2.4.2 崩塌
•     2.4.3 泥石流
•     2.4.4 地面塌陷
•   2.5 本章小结
• 第三章 采矿对矿区斜坡稳定性影响分析
•   3.1 矿区开采方式简述
•     3.1.1 地下开拓系统
•     3.1.2 采矿方法
•     3.1.3 采矿顺序和首选地段
•   3.2 采矿活动对斜坡稳定性影响分析
•     3.2.1 巷道开挖对斜坡稳定性影响分析
•     3.2.2 采空区对斜坡稳定性的影响分析
•     3.2.3 爆破振动对斜坡稳定性的影响分析
•   3.3 本章小结
• 第四章 采矿活动条件下斜坡变形破坏成因机理分析
•   4.1 研究区斜坡结构类型及破坏模式
•     4.1.1 研究区斜坡结构类型
•     4.1.2 研究区斜坡破坏模式
•   4.2 斜坡变形破坏成因分析
•     4.2.1 滑坡成因分析
•     4.2.2 崩塌成因分析
•   4.3 采矿条件下的斜坡变形破坏数值模拟分析
•     4.3.1 斜坡三维计算模型的建立
•     4.3.2 数值模拟结果分析
•   4.4 本章小结
• 第五章 矿区地质灾害危险性评价
•   5.1 地质灾害危险性评价概述
•     5.1.1 基本原则
•     5.1.2 评价方法分析
•   5.2 层次分析法
•     5.2.1 层次分析法的思路及原理
•     5.2.2 层次分析法的步骤
•     5.2.3 层次分析法的特点
•   5.3 基于层次分析法的地质灾害危险性评价
•     5.3.1 评价指标体系的建立
•     5.3.2 构造判断矩阵
•     5.3.3 层次单排序及一致性检验
•     5.3.4 层次总排序及一致性检验
•     5.3.5 数学模型的建立
•     5.3.6 影响因子图层的构建
•     5.3.7 地质灾害危险性评价及结果分析
•   5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 苏艳军

导师: 范文

关键词: 山阳商南钒矿区,地质灾害,采矿活动,数值模拟,层次分析法,危险性评价

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 长安大学

基金: 西安地调中心项目“秦岭矿产资源集中开采区隐蔽性矿山地质灾害识别及成灾机理研究”

分类号: P694;TD864

总页数: 83

文件大小: 10725K

下载量: 122