开采顺序对采场稳定性及地表沉降影响的数值模拟研究.pdf

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1、第31卷第6期矿冶工程V01．3】№62011年12月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGDecember2011开采顺序对采场稳定性及地表沉降影响的数值模拟研究①任卫东，陈建宏(1．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083；2．长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙410011)摘要：结合采矿方法创建了回采过程数值计算模型，采用有限元分析软件对不同开采顺序下的采场顶底板应力、位移等情况进行了模拟计算，同时对不同开采方案引起的地表位移情况进行了分析，最终确定了最优的回采顺序及开采方案。研究结果可为矿山的安全、高效生产提供技术指导和决策依据。关

2、键词：开采顺序；采场稳定性；地表沉降；有限元分析中图分类号：TD853文献标识码：A：史章编号：0253—6099(2011)06—0021—04NumericSimulationf0rtheInfluenceofMiningSequenceonStopeStabilityandGroundSettlementRENWei．dong．CHENJian．hong(1．SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China；2．ChangshaEngineering&

3、ResearchInstituteLtdofNonferrousMetallurgy，Changsha410011，Hunan，China)Abstract：Anumericalcalculationmodelwasestablishedforstopingbasedontheminingmethod．Simulationcalcula—tionswereconductedusingfiniteelementanalysissoftwareforthestressofstopeSroofandfloor，aswellasthedisplace—mentsituationbasedo

4、ndifferentminingsequences．Meanwhile，surfacedisplacementcausedbydifferentminingmethodswasanalyzed．Anoptimalstopingsequenceandaminingprogramwerefinalized．ItcanprovidesometechnicalguidanceforthesafetyandeficientproductionI3nmine．Keywords：miningsequence；stabilityofthestope；groundsubsidence；finitee

5、lementanalysis某铁矿已有近3O年开采历史，目前采矿生产能力岩石松软；矿层伪顶板岩石为拓榴二云石英片岩、含磁与选厂的处理能力相差甚远。为保持矿山可持续发展，铁拓榴二云石英片岩加拓榴二云长英片岩；矿层直接缓解矿山自产矿量不足，决定对矿区进行改扩建。由于顶板岩石岩性为含磁铁拓榴绿帘二云石英片岩；矿层地表不允许塌陷，本次研究主要针对矿区东部90～104为磁铁石英岩及绿泥磁铁石英片岩；矿层直接底板为线、西部104—108线之间埋藏较浅的矿体，研究了所采石英绿泥片岩，伪底板为长英金云片岩。主要岩层物用的采矿方法及开采顺序对采场顶底板稳定性影响及理力学性质见表1。开采对地表沉降影响

6、，通过有限元分析软件Phase2对矿区以岩浆岩、变质岩为主，岩体主要受Ⅲ、Ⅳ级不同开采顺序条件下的采场顶底板应力、位移情况进行硬性不连续面切割，岩体结构以块状断续结构为主，层了数值模拟，同时对不同开采方案对地表位移影响情况状一块状岩体。Ⅲ级结构面为断裂，对矿体和岩层具破进行了分析，最终确定最优的开采方案，在保证安全和坏作用，具滑移性质，水平、垂直断距均较大。Ⅳ级结节约投资的前提下，确定了合理的开采技术。构面为层理，不整合面，假整合面等，粘结较好。根据区域褶皱、断裂构造规模与分布规律初步断1工程背景定，矿区原岩应力在成矿初期可能以构造应力场为主，1．1工程地质背景后期经过长期的沉积变

7、质作用，推测原岩应力以自重矿层顶底板岩性简单，岩石硬度主要受岩性、裂应力场为主，其最大主应力方向与自重应力场方向一隙、风化程度和构造控制。裂隙风化带岩石多为二云致，中间主应力方向应与矿体倾向及背斜轴线基本一石英片岩、含磁铁拓榴二云石英片岩，受裂隙风化后，致，最小主应力方向与矿体走向一致J。①收稿日期：2011-06-03作者简介：任卫东(1980一)，男，河南开封人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为采矿工程设计与研究。矿冶工程第31卷采过程中对采场地压进行监测，对地