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土木工程毕业设计开题报告范文(推荐3篇)

2022-03-03 09:40:44

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第一篇:土木工程毕业设计开题报告范文

摘要:土木工程作为我国的重点产业,直接关系到我国发展建设速度。新型技术不断发展,对传统土木工程造成了极大的冲击,为了顺应科技的发展与时代的潮流,土木工程必将转向新技术、新材料的研究应用之中。本文根据土木工程的意义与现状进行分析,并且总结出土木工程未来的发展前景,希望为我国土木工程建设发展提供参考。

关键词:土木工程 发展现状 未来前景

土木工程从远古时期就已经存在,由原始的伐木采石,建造出模仿天然掩蔽物的人类居住场所,到新时期的超高层建筑、水利工程、超高长跨度桥梁,土木工程的发展与变化,代表了人类发展的历程。在历史的发展过程中,土木工程的理论、分析手段、施工技术、地基处理都有了更多的发展与突破。21世纪人们生活水平不断提高,而经济飞速发展为土木工程带来了更多的要求,所以根据土木工程发展现状,分析未来土木工程发展方向,是非常重要的工作。

1、土木工程发展意义

土木工程的根本含义是征服大自然,通过人力实现自然界带来的效果。随着各项土木工程技术的发展,各种高层建筑拔地而起,桥梁、水利工程、公路使人们的生活更加便利。土木工程是提高人类居住环境与交通的核心产业,提高土木工程建设水平,完善土木工程发展体系,实现社会、环境、经济共同发展的根本性目标,是土木工程发展的重点。人类需要良好的生存空间,舒适的生活环境,为了获得更好的居住环境,更加优秀的土木工程技术将不断出现。

2、土木工程发展现状

为了明确土木工程未来发展趋势,必须明确土木工程发展现状,通过现状分析出土木工程的特点。

2.1土木工程理论发展

土木工程发展由两方面组成,分为土木工程理论与设计,理论是土木工程的基础,设计是通过实际证明理论的过程,只有成熟的理论作为基础,才能使土木工程设计真正的得到进步。土木工程理论由力学、计算机、统计学等多种学科组成,必须通过多个学科的综合知识体系,确保土木工程理论的可靠性。近年来计算机技术不断成熟,土木工程也进行了飞越式的提升,根据道路、桥梁、建筑等土木工程,分别开发了多种模拟施工计算软件,这些软件为土木工程设计的突破带来了很大支持。信息化进行不断加速,而土木工程的相关资料与技术可以快速传播与交流,我国土木工程通过网络吸收每个国家优势的理论与技术,并且在网络上交流先进的土木工程理论。

2.2土木工程设计发展

土木工程设计摆脱了传统设计的缺陷,全面分析了土木工程的环境、经济、安全等因素。新型材料、结构、工艺、施工方法不断出现,人类可以将土木工程的规模扩大化,高层建筑也在不断增长,超高层、超跨度复合结构体施工技术也在不断成熟,土木工程设计逐渐向长、高、柔方向发展。土木工程设计建立在基础理论上,随着土建项目要求更加复杂,土木工程设计也需要更加多样化,只有及时吸收新技术,把握住新优势,才能使土木工程设计更加优秀。目前,土木工程设计已经得到了很好的发展,在受力、形式方面比较成熟。

2.3土木工程施工发展

施工发展主要体现在材料、设备、工艺这三个方向,其中材料中发明了复合高强钢材、碳纤维、玻璃纤维、双层玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、节能混凝土等新型建筑材料,新型材料在许多建筑中得到应用,也为大型土木工程建设提供物质基础。工程实施设备更加自动化、科学化、机械化,通过新型施工机械,可以使大规模土木工程得以实现,有效提高土木工程建设发展速度。在城市地下工程中,也出现了各种不同的施工工艺,例如明挖、暗挖、盖挖、盾构、沉管、冻结、注浆等工艺技术,为地下空间开发打下了坚实的基础。

虽然我国土木工程在理论、设计、施工中得到了很好的发展,但是技术水平与发达国家相比还存在一定不足,为了提高我国土木工程发展水平,必须加强新型结构、新型材料、新型技术的研究与应用,将土木工程理论与技术完美结合,帮助土木工程收获更大的成果。

3、土木工程未来发展趋势

社会经济水平不断提高,大型城市与超大型城市数量飞速增长,人们对生活空间的作用提出了许多要求,寸土寸金已经成为城市居民的共识。为了应对日益增长的人口基数,高层、超高层建筑数量不断增加,有限的城市空间得到了极大的应用,已经成为城市发展的主要建筑体系,受到社会各界的重视。城市飞速扩张的同时,不仅仅对生存空间提出了要求,也对电力、能源提出了许多要求。大型水利工程建设、矿产资源开发、石油、天然气的运输,都是城市经济发展的重要影响因素。所以在我国建设大型公共土木工程,是非常重要的国家建设项目。我国能源分布较广,一般在西南地区存在较多的能源储备,所处地区地形特征较为复杂,并且山区、高原、丘陵等环境较多,导致资源开发较为困难。为了提高大型土木工程建设速度,实现水利工程建设、矿产资源开发等工程项目,采取大跨度桥梁与隧道是工程建设的关键因素。

从以上几种发展形式来看,未来的土木工程将逐渐应用于高层建筑施工、水利工程建设、矿产资源开发、能源运输等工程之中,通过大跨度桥梁与超长隧洞,改变自然环境带来的阻碍,实现更加快速的经济发展。通过精密的理论研究、新型工程材料、先进施工工艺,实现大跨、复杂结构、高层的土木工程建设,逐渐将大型土木工程普及到工程建设中,这就是未来土木工程的发展方向。

4、结语:

我国土木工程部分领域已经在世界中名列前茅,但是土木工程理论、设计、施工中还存在一些问题。为了提高我国土木工程建设水平,需要积极学习发达国家土木工程技术,合理运用土木工程技术,实现经济腾飞发展。在未来的土木工程研究中,需要加强结构形式、建筑材料、施工工艺等探索与研究,也需要加强土木工程理论与技术的融合,实现更大的突破。

参考文献:

[1] 任秋荣,叶龙,李向召.土木工程发展现状及趋势[J].制造业自动化,2011(12):150-152.

[2] 李青柱.土木工程发展现状及未来趋势浅析[J].民营科技,2012(06):181.

[3] 薛扬欣.土木工程发展现状与趋势探讨[J].山西建筑,2012(27):277-278.

[4] 祝彩霞,刘慧.浅析土木工程的发展现状与发展趋势[J].中国高新技术企业,2011(15):164.

第二篇:土木工程本科毕业论文开题报告

课题名称:预处理动力固结法在明达工业(太仓)有限公司软基处理工程中的应用  一、选题依据  软粘土是软弱性粘土的简称, 又称软土, 其特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差。在荷载作用下, 软粘土的地基承载能力低, 地基沉降变形大, 且存在较严重的沉降差异问题。为保证工程质量, 在实际工程中软粘土地基应采取合理有效的方法进行处理。我国的软土主要分布在东南沿海及各大江大河的入海三角洲冲积平原地区,从北至南有天津塘沽、连云港、上海、宁波、温州、福州、珠海、深圳等地。内陆主要是湖沼或者山谷冲积而成,分布范围较小,不成片分布。因此,软基处理一直是人们十分关注的课题。  明达工业(太仓)有限公司软基处理工程为江苏省重点项目。明达工业(太仓)有限公司新建厂区位于太仓市浮桥镇,为通港路以北,滨江路以西的地块,拟建的一期工程,占地面积为447亩,平面为长方形。本工程为工业工厂,设施包括厂房、仓库、办公楼、宿舍楼、辅助建筑物等。  该拟建场地位于长江三角洲前缘,其地貌属于冲击平原类型。场地地势平坦,场地内分布有河网密布;场区地面标高在1.52~2.93m之间。地表浅层为软弱的淤泥质土,含水量大,孔隙比大,承载力低,变形量大。如果不对其进行处理,地基承载力达不到设计要求,而且会产生较大的不均匀沉降,影响将来场区的正常运营,必须采取合理有效的地基处理方法对其进行加固处理。  对于本工程,采用预处理动力固结法进行加固处理,预处理工艺采用真空降水,强夯法又称为动力固结法,故本次预处理动力固结法即为真空降水联合低能级强夯,可简称为“降水强夯法”。场区软土在真空降水下,一方面使地下水位下降,造成对土体的预压加固,使软土中的部分空隙水排出,空隙减小;另一方面又降低了软土的含水量,为后续的低能量强夯创造不发生“橡皮土”的条件。强夯法是一种经济高效的地基处理方法,利用夯锤自由落下的动能在土体中转化成很大的冲击波和高应力,从而提高地基承载力,降低压缩性,提高均匀性,改善起抵抗震动液化的能力等。  本项目为国家建设部科研攻关基金资助项目“高能级强夯地基加固机理工法研究与专用机械研制”(编号:04-2-016);现代建筑设计集团基金项目“高能级强夯与预处理动力固结法研究”(编号:2004-结-地-03)的一部分。  二、文献综述  国内外研究现状分析  1 强夯法  强力夯实法(简称强夯法)亦名动力固结法,是一种快速加固地基的方法。这种方法是60年代末法国梅那技术公司(Louis Menard Technique)首先开创的。它是将很重的锤一般为100~400kN)提起从高处自由落下(落距一般为6~40m) ,以冲击荷载夯实软弱土层,使地基受冲击力和振动,土层被强制压密,从而提高地基土强度,降低土层的压缩性,改善土的振动液化条件,以达到地基加固的目的。  强夯法自70 年代开始工程应用以来,以其机械设备简单、施工组织管理方便、加固效果显著、工程投资少等优点,很快引起世界各国工程界的注意。如今强夯法加固地基的应用范围已由最初的砂性土和碎石土发展到处理各种杂填土、湿陷性黄土、一般粘性土、软土以及工业生活垃圾等各种地基,成为常用的经济简便的地基加固方法之一。  我国于1978年首次由交通部一航局科研所进行了强夯法试验研究; 1979年8月又在秦皇岛码头堆煤场细砂地基进行了试验和强夯加固施工,效果显著;同年,中国建筑科学院在河北廊坊机械化研究所宿舍工程中也进行强夯法处理可液化砂土和轻亚粘土地基的野外试验研究,也取得了较好的加固效果。通过上述试验研究及实际工程应用,初步总结出一套适合我国情况的强夯工艺,在我国地基加固领域里填补了一项空白,促使了强夯法在我国的广泛应用。  强夯法的基本特征表现为: ①强夯法处理后的地基可使土的压缩性明显降低,不同程度地提高了地基土承载力; ②强夯处理能使地基强度趋向均匀,有效消除不均匀沉降; ③与其他夯击法相比,强夯法夯击能量大,可根据地基处理要求来确定夯点间距、夯击能量及夯击方法,特别使地基深处土体性能得到改善; ④施工中必要的夯击能量可以分几遍完成强夯法施工设备简单,无需加固材料,费用低,周期短,具有广阔的应用前景。值得注意的是强夯法的适用范围与其土质及地质构造均有关,条件适当时可以有效加固软基。由于对强夯加固软基的机理、效果、设计计算方法与工艺措施的研究仍不全面和透彻,故强夯工程实验与观测分析是必要的。  2 真空降水  真空堆载预压法是一种新型的地基处理方法,最早是瑞典皇家地质学院Kjellmen 于1952年提出的。国内1958年天津大学就开始进行真空排水固结的室内试验研究。在早期,由于工艺上存在问题,导致真空预压未能在工程中应用。直到80年代,交通部一航局、天津大学和南京水利科学院等单位对这项技术进行室内和现场试验研究,取得了成功经验,膜下真空度可以达到85~92kPa,并成功地将这项技术应用于天津新港软基加固工程中。此后,真空预压法在工程中得到了推广应用。  目前,我国在抽真空设备的研制、真空预压施工工艺的改进、真空度和预压时间的控制、设计计算理论的发展等方面均取得了进步,解决了很多技术难题。真空预压已作为较成熟的技术在港口、公路、铁路、能源、房屋建筑工程中得到了成功应用。  3 真空降水联合低能级强夯法  真空降水联合低能级强夯法是采用由真空降水和低能级强夯两道工序组成的施工工艺,其中:真空降水是由改进后的真空井点对加固范围内的地基进行强排水,这种设备功率比常用轻型井点大得多,可产生较大排气量和较高的真空度,即使在渗透系数较低的粘土中,也能通过形成的新水头梯度来加快地下水的渗流;低能级强夯主要采用锤击,即通常的强夯法。通过对上述两道工序的多遍循环,可达到加固地基的目的。真空降水联合低能级强夯法的特点:一是夯击前采用真空降水,可降低地下水位、减小被处理土体的含水量和饱和度等,使地基受击后,地下水位以上土体可产生较大的压缩变形,地下水位以下土体可减小土体中的超孔隙水压力;二是夯击后采用真空排水,以加快超孔隙水压力消散,此外,结合每遍夯击的间隔时间,可尽量避免“弹簧土”的形成;三是通过调整夯击力等参数,使浅层地基达到较高的密实度;四是大面积加固,对地基有一定的降水预压作用。  真空降水联合低能级强夯法的加固机理是以不完全破坏土体结构强度为前提,根据土体强度提高情况,逐步增加能量的动力固结。通过设置竖向排水和表面水层排水等主动排水法,使之在土体中形成微裂缝排水。因此,强夯能量的控制应掌握以下原则:激发土体孔压,并使土体产生微裂缝,但又不完全破坏土体结构强度,不形成“橡皮土”;先轻后重,少击多遍,从上至下,逐步增大加固深度与范围。  4 强夯处理地基的检测  4.1 静力触探试验  静力触探(cone penetration test)自1917年雅典正式以来,至今已有80年的历史。静力触探是通过一定的机械装备,将一定规格的金属探头用静力压入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。  静力触探的主要优点是连续、快速、精确;可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标;掌握各土层原始状态(相对于土层被扰动和应力状态改变而言)下有关物理力学的性质,这对于地基在竖向变化比较复杂,而用其他常规勘探手段不可能,能大密度取土或测试来查明土的变化;对于饱和砂土、砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技术要求,或者无法取样的情况;用静力触探连续压入测试,则显出其独特的优越性。但是,静力触探也有不足之处:不能对土层进行直接的观测、鉴别;由于稳固的反力问题没有解决,测试深度不能超过80m;对于含碎石、砾石的土层和很密实的沙层一般不适合应用等。  4.2 瑞雷波检测技术  瑞雷波(面波)检测是一种新型的无损检测方法,通过在地表进行地层波速测试,瑞雷波在地面表层传播,频率不同,影响的地层深度也不同。因此,在同一地段测出一系列不同频率的波,就可得到一条频散曲线,通过频散曲线的分析、反演优化,可对地下构造进行解释。利用瑞雷波检测是基于瑞雷波的两个特性:一是在分层介质中传播时的频散特性;二是传播速度与介质物理性质的密切关联性。  4.3平板载荷试验  载荷试验是一种最古老的地基土原位测试技术,它实际上是模拟建筑物基础受荷条件的现场模拟试验。该方法是在刚性承压板上加荷,测定天然埋藏条件下地基土的变形,可测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降。对于不能用小试样试验的各种填土、含碎石的土等,最适宜于用载荷试验确定压力与沉降的关系。但载荷试验一般受荷面积较小,加荷影响深度不超过承压板边长(或直径)的2倍。试验点的数量≮3点,当其极差不超过平均值的30 %时,可取平均值作为地基承载力标准值。平板载荷试验( PLT)只反映承压板下1. 5~2. 0倍承压板直径或宽度范围内地基土强度、变形的综合性状,但它是最直接、最可靠的试验方法,其他试验手段的结果均以载荷试验的结果为参考依据。  参考文献  [1] 王铁宏.全国重大工程项目地基处理工程实录.北京:中国建筑工业出版社.2005  [2] 梅国雄,徐锴,宰金珉,殷宗泽.真空预压加固软土地基变形机理的探讨.岩土工程学报.2006,28 (9):1168~1172  [3] 胡瑞林.软粘土动力排水固结机理研究综述.工程地质学报.2005,14 (1):45~49  [4] 张新天,罗晓辉,高金岐,刘增田.强夯法加固软基的理论与工程应用分析.北京建筑工程学院学报.2003,19 (1):55~59  [5] 施建勇,雷国辉,艾英钵,卫 丹,宋雄伟.关于真空预压沉降计算的研究.岩土力学.2006,27 (3): 365~368  [6] 薛翊国,王清,涂齐亮. 软弱地基处理方法选择与展望.山西建筑.2006,32 (7): 94~95  [7] 王芝定,万建华. 浅谈强夯法进行沉降量控制.西部探矿工程.2006,(10):65~66  [8] 石蹈波.强夯法加固地基机理分析.中国农村水利水电.2006,(9):98~102  [9] 孟庆山,王吉利,汪稔.采用不同加固方案处理软土地基的对比研究.岩土力学.2002,23 (3):375~381  [10] 孔位学,陆新.强夯法加固软土地基有效加固深度研究.四川建筑科学研究.2001,27 (4):45~48  [11] 陆新,朱松林.强夯处理地基的检测技术研究.施工技术.2005,34 (5):43~45  [12] 徐培红.强夯地基处理检测方法浅析.建材技术与应用.2006,(5):40~42  [13] 耿光旭,赵刚.强夯地基检测的有效方法――瑞雷波法.勘察科学技术.2001,(5): 57~60  [14] ROLLINS K M, JORGENSEN S J, ROSS T E. Optimum moisture content for dynamic compaction of collapsible soils[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engi neering, 1998, 124(8):699~708  [15] Buddhima Indraratna, Chamari Bamunawita, Hadi Khabbaz. Numerical modeling of vacuum preloading and field applications. Can. Geotech. , 2004, (41):1198~1110  三、设计(论文)内容  1 软基处理技术的比选  软弱地基的加固处理,按其原理和作法的不同,可分为以下九类:换(填) 垫层法、预压法、强夯法、振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法、高压喷射注浆法、托换法。适合本工程地基处理的方法有预压法、强夯法、碎(砂)石桩法、深层搅拌法等。  在同样满足地基设计要求的情况下,真空降水联合低能级强夯在造价上比其它常规软基处理方法要来的经济的多。并且真空降水联合低能级强夯具有工期短、加固效果好、工艺简单等优点。  2 方案设计  拟通过本次地基加固处理达到的目标是:  (1)地基承载力不小于120KPa,6m以内软弱层地基承载力提高30%以上,有效加固深度6m,影响深度8m。  (2)在50KPa均布荷载作用下,长期总沉降量小于30cm,不均匀沉降控制在1‰以内。  (3)处理过程消除沉降量不小于70cm。  在以上加固要求下,根据规范规定进行强夯工艺参数的设计。  3 施工过程的监测数据分析  3.1 地面沉降观测  布置15m×15m的地面沉降测点方格网,测量强夯前、第一遍强夯后、第二遍强夯后和满夯后的地面平均沉降情况。以动态了解土体加固效果,及时调整施工工艺和参数。  3.2 孔隙水压力监测  强夯时地基土体受到冲击荷载发生瞬时的压缩和挤密,孔隙减少,孔压升高,随着孔压消散,土的有效应力增加。若土体的渗透性较差时,冲击产生的超孔隙水压力不易消散,就会在饱和细粒土中产生较大的超孔隙水压力,对地基构成潜在的不稳定因素,也降低了夯击的效率。通过孔隙水压力观测,以便及时了解强夯加固效果,调整确定夯击能,两个夯击点之间的间距以及前后两夯击遍数之间的间隔时间,确定夯击击数等施工参数。  3.3 地下水位监测  对降水及强夯过程中的地下水位变化进行动态观测,了解降水效果,根据实际情况确定降水方案。  4 夯后地基的检测  强夯处理的地基,其强度是随着时间增长而逐步恢复和提高的,因此在强夯施工结束后,应间隔一定时间方能对地基质量进行检测。其间隔时间可根据土的性质而定,时间越长,强度增长越高,对于碎石土和砂土地基,其间隔时间可取1~2 周;对低饱和度的粉土和粘性土地基,可取2~4 周。  在对强夯法加固后地基的检测,要求一般性工程场地采用两种或两种以上手段检测,对大型工程应进行大压板载荷试验。在检测数量方面,对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检测点不少于3 处;对于复杂场地或重要建筑物,应增加检测点数。检测深度应不小于设计处理深度。  4.1钻孔取样及室内土工试验  4.1.1 试验目的  取得土的含水量、孔隙比、压缩系数、压缩模量、渗透系数等指标。  4.2静力触探试验  4.2.1 试验目的  通过贯入阻力的变化,达到了解土层工程性质的目的。  4.2.2 试验方法  试验时,用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头的传感器,通过仪器将探头的贯入阻力记录下来。  4.3瑞雷波(Rayleigh)测试  4.3.1 试验目的  通过夯前、夯后瑞雷波测试,对比前后频散曲线变化,判定强夯有效加固深度和影响深度。  4.3.2 试验方法  根据检测方案和测试内容布置激震器,在震源同一侧以一定间距布置检波器以接收波,在整个场区布置多条测线,根据DZ/T 0170―1997《浅层地震勘查技术规范》的规定进行检测。瑞雷波现场测试工作于夯前、夯后分别进场1次,采集数据进行前后对比,比较夯前、夯后的不同。  4.4 平板载荷板试验  4.4.1 试验目的  通过试验确定地基承载力、压缩模量是否满足设计要求。  4.4.2 试验方法  试验时,用一定面积的承载板向地基施加竖向荷载,观察地基变形和破坏现象。本次夯后共进行3组平板载荷试验,分夯间、夯点进行,试点编号分别为(夯间)、(一遍夯点)、(二遍夯点),测点布置见附录。载荷板面积为0.7m×0.7m,加载量按设计要求地基承载力特征值的2倍加载,即为240kN。  载荷试验要求如下:  a. 试验在夯后地面以下20~30cm处进行,保持试验土层的原状结构和天然湿度,在拟试压表面用超过10mm厚的中粗砂找平。  b. 加荷等级为10级,加荷量为2倍设计荷载。每级加荷后按间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min,以后为每隔半小时读一次沉降,连续两小时内,每小时的沉降量小于0.1mm时,可加下一级荷载。  c. 在试验时出现承压板周围的土明显的侧向挤出或出现裂缝和隆起,沉降急剧增大,荷载~沉降曲线出现陡降段;或在某一荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定标准;或s/b大于等于0.06(b为承压板宽度或直径),可以终止加载。满足其中一条时,其对应的前一级荷载定为极限荷载。卸载时按三倍加载分级进行,并测读残余沉降量。  d. 承载力确定可按p~s曲线上有明确的比例界线所对应的荷载值,或取s=0.01b、0.02b、0.03b所对应的荷载值。  4.5 检测结果分析  根据上述检测得出强夯后的各项指标,在加固深度、地基承载力等方面验算本次地基加固处理是否达到预期效果。  5施工工艺与技术参数的优化  根据夯后的检测数据以及施工期间的检测数据,进行施工工艺以及技术参数的优化。  四、工作计划  20xx.4.16至20xx.4.22 参考资料清单  20xx.4.23至20xx.4.29 文献综述,英文参考文献翻译  20xx.4.30至20xx.5.7 开题报告  20xx.5.8至20xx.6.10 数据图表及结果分析  20xx.6.11至20xx.6.17 论文初稿  20xx.6.18至20xx.7.1 论文修改稿  20xx.7.2至20xx.7.6 论文答辩

第三篇:土木工程毕业论文开题报告

土木工程毕业论文开题报告范文

开题报告是提高选题质量和水平的重要环节,它主要说明这个课题研究的意义,下面是小编搜集整理的土木工程毕业论文开题报告范文,供大家阅读参考。

题目: 骏达铁矿Fe2矿体地下开采设计

一、本课题的目的及意义,研究现状分析

1.1目的:

1.使学生能够在已知的矿山地质条件和技术经济条件,正确并合理的选择矿山开拓方法和采矿方法。

2.使学生能够灵活的运用工具书解决矿床开采设计过程中的有关问题,开拓并且培养学生专业实践的工程理念。

3.能够开发学生独立思考和解决问题的能力,进一步培养识图和制图的能力并增强自身专业素养。

1.2意义:

骏达铁矿Fe2矿体地下开采设计让我们对地下矿山有一个更为深刻的认识。此次设计不仅是对自身专业知识掌握程度的一次检验,也是一次通过真实材料来设计实践的学习经历,从而查漏补缺,完善自身知识储备和培养起良好的专业素养并提高未来就业的发展前景。

1.3研究现状分析:

1.3.1矿区地质特征

矿区位于华北地台北缘东段的辽东台隆太子河~浑江凹陷西部辽河凹陷的南部边缘,矿床产于太古界鞍山群大峪沟组中等变质岩系中,为典型的变质沉积型铁矿床。

1.3.2矿石质量特征

兴达铁矿床矿石类型简单,矿石物质组成也比较简单,矿石属于低硫磷、酸性、需选贫磁铁矿石。

1.3.3矿石矿物组成

矿石的矿物组成比较简单,矿石中的金属矿物主要有磁铁矿,次要金属矿物有少量或微量的黄铁矿、磁黄铁矿;非金属矿物主要有石英,次要矿物有阳起石、角闪石、透闪石,绿泥石、紫苏辉石等。

1.3.4矿床开采技术条件

矿体顶底板围岩及其稳定性

矿层顶底板围岩主要为变粒岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和花岗岩,岩石强度较高,完整性较好,围岩含TFe7%~8%。矿层内的夹层或夹石多为含铁石英岩,以及少量变粒岩、花岗岩,夹石含TFe14.58%。

矿岩物理机械性质

体重:

矿石3.32t/m3,极贫矿石3.08t/m3,岩石2.7t/m3。

普氏硬度:

矿石f=12~16;围岩f=8~14;

松散系数

矿石k=1.5,岩石k=1.5。

1.3.5矿体储量:

兴达铁矿详细勘查阶段储量计算是采用垂直平行断面测算的331+332+333+334+低品位矿级铁矿石资源量1472.80万t,其中低品位矿石81.73万t。设计估算资源量计算结果为:矿区保有铁矿石资源/储量:1447.90万t。其中开采范围外资源量344.51万t;设计开采范围内资源/储量:1103.39万t。其中Fe2号矿体资源/储量:520.23万吨。

1.3.6矿区自然地理

兴达铁矿床位于小岭子铁矿床西北约1km,距鞍山市南10km,行政区划隶属辽宁省海城市大屯镇管辖。矿区位于千山山脉西部,地貌属低山丘陵-山前倾斜平原;矿区最高点位于矿区东北部,海拔标高为85.6m,当地侵蚀基准面标高39.2m,相对高差为46.4m。

矿区内水系不发育,没有大的沟谷,在矿床西部(200m左右)有一条小河,常年流水,流向南东至北西,于区外注入杨柳河。河床宽1-5m不等,水深0.1~0.5m,水量不大,呈现季节性变化。

矿区地处北温带,属温带季风气候,四季分明。温带最高为7、8月份,平均24.9~26℃,最高温带为36.9℃;最低为1月份,平均-13~-15℃,最低气温-30.4℃,年平均温度为8.8℃。

多年平均降雨量720.6mm,年最大降水量994.5mm(1975年9月1日)。降水多集中在7、8、9三个月;多年平均蒸发量为1058.5mm。

1.3.7矿床水文地质条件

矿床位于山前倾斜平原及河流东岸阶地地带,控制面积0.42km2,为一小型的第四系覆盖下的隐伏矿床,矿床内地面最低标高为42.2m,最高标高为50m,高差很小,总地势东高西低,坡度甚小,几乎全为耕地。

矿床范围内出露地层岩性主要为第四系松散堆积物,基岩主要为花岗岩、斜长角闪岩、变粒岩及其间的铁矿层等

1.3.8矿区构造特征

本矿床为太古界花岗质岩石中较大的残留体,属于一走向东西至北东东,倾向北至北西西,倾角45~75°的单斜层。区内构造较发育,主要表现为断裂、破碎带及层间小型褶曲。

在矿区西部Ⅰ~Ⅲ剖面之间有两条断层:其一走向为60°左右,倾角近直立,延长450余米。已被辉绿岩所充填。

其二为一推测断层,推测走向北西,倾向南西,推测垂直断距20m左右。

1.3.9岩(矿)石物理力学性质

本次设计所依据的《辽宁省鞍山市兴达铁矿详查报告》(以下简称《详查报告》)对矿区岩石进行部分力学性质试验,本阶段设计为进行相应的岩石力学分析,利用《详查报告》中参数并参考了相邻矿区岩体的物理力学性质资料,详见表3-1。

岩石物理力学性质表 表3-1

岩 性 容重

(kN/m3) 抗压强度

(MPa) 内聚力

(MPa) 内摩擦角

(°) 弹性模量

(104×MPa) 泊松比

黑云变粒岩 27.7 122.84 12.48 37.0 3.29* 0.25*

花岗岩 26.3 188.18 17.78 37.5 3.04* 0.23*

斜长角闪岩 30.2 154.90 15.26 36.9 3.28* 0.37*

磁铁石英岩 34.9 212.53 20.94 39.8 4.88* 0.21*

*为参考其它矿山资料。

二、本课题的基本任务、拟解决的主要问题,及其实现途径、方法和手段

2.1基本任务、拟解决的主要问题

2.1.1阐述矿区概况及矿床地质情况;

2.1.2开拓方案设计;

2.1.3采矿方法设计;

2.1.4生产能力验证;

2.1.5井筒提升(提升设备选型及井筒断面设计);

2.1.6矿井运输及巷道断面设计(根据运输及出矿设备设计断面);

2.1.7上下两个阶段平面设计(含井底车场设计);

2.1.8矿井通风简要设计(包括开拓系统和矿块回采的通风系统设计);

2.1.9矿井排水简要设计(水仓和水泵房的布置及排水线路布置);

2.1.10总图布置及井上井下工程对照。

2.2实现途径、方法和手段

2.2.1结合骏达铁矿Fe2矿体地下开采设计的.实际方案,在理论知识和实践相结合的基础上,探索一个全新的、经济的、合理的地下开采方案

2.2.2通过查阅地采相关的书籍文献和一些相关规定,或者从网上收集一些资料来完善自己的毕业设计

2.2.3有一些自己不懂或者不明确的事情及时询问自己的指导老师答疑解惑并结合自己的思想看法运用到设计中去。

三、完成本课题所需工作条件(如工具书、计算机、实验、调研等),可能遇到的问题以及解决的方法和措施

3.1完成课题所需条件:

3.1.1需要对该骏达铁矿进行一段时间的资料收集调查;

3.1.2需要使用《采矿手册》、《金属矿床地下开采》、《矿山机械》等工具书来查阅一些参数和其他的注意事项等;

3.1.3需要使用计算机软件如矿山CAD软件、Dinime软件等来计算和绘制等。

3.2可能遇到的问题:

在设计过程中可能会因为不太扎实的基础而导致一些做错或缺少一些设计所必须的东西进而导致所做设计的不合理,不合适等情况发生。

3.3解决办法:

及时的和自己的指导老师进行沟通了解学习,并及时查阅一些工具书来选择正确合理的各种数据参数等来完善并作出一份合理的设计。

四、已查阅参考文献目录

[1]解世俊主编.金属矿床地下开采[M].第二版.北京:冶金工业出版社,1999

[2]王青 史维祥主编.采矿学[M].北京:冶金工业出版社,2001

[3]《金属非金属矿山安全规程》GB 16423―2006

[4]《现代采矿手册》王云主编.北京:冶金工业出版社,2012

[5]《采矿设计手册》编写委员会.采矿设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1988

[6]Mineral Commodity Summary,1998,1997,1996,U.S.Geological Survey and Bureau of Mines

[7]《矿井通风与安全》 冶金工业出版社 王英敏 编.

[8]张敢生编.《工程爆破》冶金工业出版社,2009.

[9]康义,潘家柱.2003年中国有色金属工业发展报告.中国有色金属协会,2004.

[10]金属矿井通风防尘设计参考资料. 北京:冶金工业出版社. 1982.

序号 时间要求 应完成的内容(任务)提要

1 20XX年2月29日-20XX年4月1日 调研、搜集资料

2 20XX年4月5日-20XX年4月13日 熟悉资料、编写开题报告

3 20XX年4月14日-20XX年4月15日 开题答辩

4 20XX年4月18日-20XX年4月22日 采矿方法选择、矿块参数确定、产量验证动界线

5 20XX年4月25日-20XX年5月6日 开拓系统设计

6 20XX年5月9日-20XX年5月20日 采矿方法设计、中段平面设计

7 20XX年5月23日-20XX年5月24日 中期检查

8 20XX年5月23日-20XX年5月27日 提升、排水、通风和井巷断面设计

9 20XX年5月30日-20XX年6月3日 编制设计说明书

10 20XX年6月6日-20XX年6月8日 出图整理、提交初稿

11 20XX年6月13日-20XX年6月17日 修改、定稿、打印

12 20XX年6月20日-20XX年6月21日 答辩

13 20XX年6月22日-20XX年6月24日 装订

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