某矿山多层采空区群稳定性的FLAC^3D数值分析.pdf

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1、第31卷第6期矿冶工程V01．31№62011年12月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGDecember20l1某矿山多层采空区群稳定性的FLAC3D数值分析①吴启红，唐佳，杨有莲(1．成都大学城乡建设学院，~tJII成都610106；2．中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083；3．中国水电工程顾阍集团中南勘测设计研究院，湖南长沙410014)摘要：为评价某矿山采空区群的稳定性，应用有限元FLAC软件对该矿体及复杂多层采空区群三维数值模型进行了模拟分析。选取相邻空间区间顶板厚度小于30m和顶板跨度较大的空

2、区群作为研究对象，对多层采空区的应力分布和塑性区(结构塑性强度破坏方面)以及采空区顶板中点位移监控(变形控制方面)进行了研究，并根据研究结果对矿体所有采空区进行了稳定性分类，为后续采空区治理提供了可靠的依据。关键词：采空区；FLAC；应力；塑性区；位移；稳定性中图分类号：TD325文献标识码：A文章编号：0253—6099(2011)06—0013—04FLAC川．basedNumericalAnalysisforStabilityofMultilayerGoafsinaMineWUQi—hong，TANGJia，YANGYou—lian(1．Sch

3、oolofUrbanandRuralConstruction，ChengduUniversity，Chengdu610106，Sichuan，China；2．SchoolofGeosciencesandInfo-physics，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；3．Mid-southDesign&ResearchInstituteofCHECC，Changsha410014，Hunan，China)Abstract：Inordertoevaluatethestabilityofgoaf

4、sinamine，simulationanalysiswasconductedusingfiniteelementsoftwareFLACforthree-dimensionalmodeloftheorebodyandmuhilayergoafs．Thosegoafsinneighborareawithroofthicknesslessthan30mbutbiggerroofspanweretakenastheobjectinthestudy，thestressdistribution，plasticzoneanddisplacementmonito

5、ringofroofmidpointwereallstudied．Thenallgoafswereclassifiedintermsofstabilitybasedonthestudyresults，whichcanprovideareliablebasisforthefollowingtreatmentofgoals．Keywords：goafs；FLAC；stress；plasticzone；displacement；stability某矿山矿区内地层以中泥盆统为主，主要分布于没有影响。③第四系：主要分布于同车江一带和沟谷矿区的中部背斜核部，次为

6、上泥盆统地层，分布在矿区中，厚度3—25m，赋存了大量砂锡矿。四周，各地层自下而上依次为：①坚硬的生物礁灰岩采空区分布见图1，叠置采空区见表1。采空区周岩组[D：]：矿物成分主要为方解石，具生物碎屑结边未发现有明显的、新的片落和岩石压裂现象，没有岩构，块状构造。据前期矿区勘查资料，RQD值44％～爆等地压显现迹象。100％，平均值为75％。根据井巷水文地质工程地质调查，生物礁灰岩岩石质量应为中等～好，岩体中等完整一较完整。生物礁灰岩与围岩常呈指状交错，礁体在构造作用下常发生断裂破碎，利于矿液的充填，成为本区的主要容矿空间，形成了大型特富的矿体。②软硬

7、相间的泥岩与泥灰岩夹硅质岩岩组[D]、坚硬的硅质岩岩组[D]、坚硬的扁豆状灰岩、条带状灰岩岩组[D，]、软硬相间的泥灰岩、页岩岩组[D]环绕生物礁灰岩岩组[D]分布，远离该矿体，对该矿体开采图1采空区群的分布①收稿Et期：2011-03．31基金项目：国家自然科学基金(50878212)；成都大学人才引进基金；成都大学校基金作者简介：吴启红(1981一)，四川乐至人，讲师，博士，主要从事地质工程、岩土工程数值分析与处治技术方面的教学和研究。14矿冶工程第3l卷表1采空区的叠置关系根据室内试验确定的岩石物理力学参数折减得来的一，具体参数结果见表2。1原

8、理1．1FI_AC。简介图2矿体采空区群计算模型及网格划分三维快速拉格朗日分析是一种基于三维显式有限差分法的