深部礦柱失穩(wěn)三維探查及數(shù)值分析.pdf

1、礦柱是礦山地下工程巖體結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。不少礦山產(chǎn)生較大的地壓直接與礦柱破壞相關(guān)。因此，礦柱的穩(wěn)定性研究不僅對礦山開采具有理論上的意義，而且對搞好礦山安全管理，維護(hù)礦山的正常生產(chǎn)秩序具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 目前，冬瓜山銅礦由于采用“隔一采一”方式回采，形成了一側(cè)臨空礦柱，其失穩(wěn)破壞問題日益突出。本文針對冬瓜山銅礦深部礦柱失穩(wěn)破壞的實(shí)際問題，緊密結(jié)合科研課題“冬瓜山銅礦采空區(qū)三維精密探測技術(shù)研究”，在系統(tǒng)查閱和分析國內(nèi)外深

2、井開采礦柱穩(wěn)定性相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用采空區(qū)三維探測技術(shù)、三維建模技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)開展了以下研究：
　　 (1)采用空區(qū)三維激光探測技術(shù)CMS系統(tǒng)對礦柱失穩(wěn)破壞形成的垮塌區(qū)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，以實(shí)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，運(yùn)用Surpac礦業(yè)建模軟件快速而準(zhǔn)確地獲取了垮塌區(qū)的三維形態(tài)，并建立了礦柱垮塌區(qū)的三維實(shí)體模型。
　　 (2)依據(jù)所構(gòu)建的垮塌區(qū)和礦柱垮塌區(qū)的三維實(shí)體模型，準(zhǔn)確確定了礦柱垮塌區(qū)的空間位置和范圍，并通過可視化計(jì)

3、算，獲得了垮塌區(qū)和礦柱垮塌區(qū)的體積、垮塌區(qū)頂板暴露面積和礦柱垮塌量。
　　 (3)采用有限元軟件RFPA對一側(cè)臨空礦柱的損傷失穩(wěn)過程進(jìn)行模擬，通過聲發(fā)射特性分析，反演礦柱內(nèi)裂紋萌生、擴(kuò)展到貫通的全過程，初步揭示了深部礦柱失穩(wěn)破壞的機(jī)理。
　　 (4)運(yùn)用Phase2數(shù)值軟件，開展了相鄰礦房回采過程對基于空區(qū)實(shí)測的一側(cè)臨空礦柱穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬研究，通過應(yīng)力、位移、屈服單元等參數(shù)的分析，獲得了礦柱內(nèi)受力變形的基本規(guī)律。<