含火烧煤层露天矿边坡变形破裂过程FEPG模拟研究.pdf

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1、露天采矿技术2012年第6期·3·含火烧煤层露天矿边坡变形破裂过程FEPG模拟研究王振伟(中国煤炭科工集团沈阳研究院露天分院，辽宁抚顺113122)摘要：露天矿开采过程中边坡变形破裂过程一直是岩土工程领域研究的难点，尤其考虑含火烧煤层露天矿开采过程中的边坡稳定使得研究问题更加复杂。采用FEPG数值模拟的研究方法，对露天矿某边坡KT3剖面进行了破裂过程分析，得到了含火烧煤层露天矿边坡变形破裂规律，研究结果表明，边坡火烧砂岩的顶部首先出现拉张裂缝，边坡以压剪破坏为主，压剪破坏又促使拉张破坏，二者相互影响，最终导致边坡发生失

2、稳破坏。关键词：火烧煤层；露天矿边坡；变形破裂；FEPG模拟中图分类号：TD824．7+1文献标识码：A文章编号：1671—9816(2012)06—0003—03SimulationstudyoftheslopedeformationruptureprocessofthecontainingfirecoalseamsopenpitbyFEPGWANGZhen-wei(ChinaCoalTechnology&EngineeringGroupShenyangResearchInstitute；ResearchInstit

3、uteofopen-pitmining,Fnshun113122，china)Abstract：Theslopedeformationandfractureoftheopen-pitminingprocesshasbeenthedificultyofresearchinthefieldofgeotechnicalengineering，especiallycontainingthefirecoalsesJlSinopen—pitminingprocess．Theslopefailureprocessoftheopenp

4、itKT3profileisanalyzedbyadoptingFEPGnumericalsimulationmethod．Thelawofopenpitslopedeformationandfracturecontainingthefirecoalisreceived．Theresultsshowthattensilefracturesandshearfailureappearedatthetopoftheslopeatfirst，thetwoforceinfluenceeachother，andeventually

5、leadstoslopeinstabilitydestruction．Keywords：burningcoalseam；openpitslope；deformationandfracture；FEPGsimulation法，以模拟流变变形过程中裂纹的萌生、扩展和汇聚，即当岩石变形过程中出现最大拉应力值大于岩石或露天矿开采时，在岩体中开挖形成边坡【”，边坡岩层层理抗拉应力时，认为该岩石单元或节理沿最大岩体发生应力重新分布而发生变形和破裂，尤其考拉应力方向被拉坏，此方向原来所承受的应力被释虑含火烧煤层露天矿开采过程中的边坡

6、稳定翻使得放，转变为等效过量节点力，刚度趋近于零，其力学特研究问题更加复杂。露天矿开采过程中边坡变形破性不可逆。单元在法向方向被拉坏的判断准则为裂过程一直是岩土工程领域研究的难点。岩体内的0"1≥【州结构面，尤其是含火烧煤层的开采，往往是露天矿边式中，为单元节点的第一主应力，[0-t】为岩石坡不稳定【3-5]的主要因素，掌握含火烧煤层露天矿边的抗拉强度值。坡变形破裂过程对于维护露天矿边坡稳定控制具有平面应力问题中的主应力为：重要的意义。本文采用FEPG数值模拟的研究方法，主拉应力：对某露天矿边坡KT3剖面进行了破裂过程

7、分析，得到含火烧煤层露天矿边坡变形破裂规律，研究结果0"1=1f(+)+J旨在为露天矿边坡稳定控制提供合理依据。主压应力：2模型判别准则及计算步骤0"2=下1[(+)一、／两】2．1判别准则与第一主应力矢量方向余弦为：应用最大拉应力理论，建立最大拉应力单元追踪fL二)收稿日期：2012--09-05、／、／基金项目：国家自然科学基金面上项目(51274122)与第二主应力矢量方向余弦为：作者简介：王振伟(1977一)，吉林农安人，博士后，副研究r0"2-0-rr员。主要从事岩土力学及边坡工程方面的研究工作。+i一)、／