采矿巷道围岩变形机制数值模拟研究.pdf

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采矿巷道围岩变形机制数值模拟研究周传波1，郭廖武2，姚颖康1，尹小鹏2，姜守俊1引言Numericalsimulationdeformationmechanismmining地处新华夏系第二隆起带次级构造鄂城一大磨山ofwallrocktunnelShou-junltunnel．Thedistribution；deformation1无底柱分段崩落法自20世纪60年代中期在我国开始使用以来，因该方法具有开采强度大、作业效率高、成本低和生产安全等优点，在金属矿山迅速得到推广⋯。该方法的主要特点是回采巷道数量多、工程量大、凿岩、爆破、出矿等回采作业均在同一回采进路内顺序进行。因此，全面客观地了解采场地压分布规律和围岩变形机制是维护采矿巷道稳定顺利回采矿石的前提和基础。大冶铁矿矿床位于淮阳山字型构造前弧西翼，隆起带上，属于接触交代矽卡岩型矿床。矿体赋存于燕山期岩浆岩(闪长岩)与三迭系下统大冶群灰岩接触带中，矿体赋存条件复杂。该矿井下车间在采用无底柱分段崩落法回采作业时，部分地段遇到的最大难题是采场地压剧烈显现，因此，导致大量巷道破坏跨冒，炮孔挤压变形严重，使得回采爆破作业难以进行瞄J。针对上述实际情况，在相关研究的基础上13-41，以大冶铁矿龙洞采区一62m、一74m水平两条不同围岩条件的采矿巷道为研究对象，采用现场勘察分析、室内数值模拟研究、巷道收敛监测反分析等综合手段研究了在相同地压不同围岩条件下的采矿巷道二次应力分布和围岩变形机制，为采矿巷道稳定性分析和支护设计提供了重要的理论依据。第30卷第3期2009年3月岩力学摘要：研究了大冶铁矿龙洞一62m水平采矿巷道开挖后的二次应力分布及巷道变形机制。首先根据现场工程地质勘查和室内岩石力学试验对巷道围岩进行了工程地质分组和岩石力学参数确定；在此基础上运用FLAC3D数值模拟软件研究了巷道开挖后的应力心变状态，分析了围岩变形机制；并根据-74m水平采矿巷道的收敛监测数据对比验证了数值模拟结果。研究结果表明，围岩条件不吲的采矿巷道其_次应力分布影响范围彳r所差异，彳臼|围岩主应力总体上表现为由巷道边墙中下部位的压应力集中带逐步过渡到拱顶、底板一定范围内的拉应力集中带。关键词，采矿巷道；二次应力分布；变形机制；数值模拟：收敛监测中图分类号：TB文献标识码：Adeterminedanalyzed．Thewords：mining土MechanicsM札2009文章编号l(1．中国地质人学(武汉)工程学院，武汉430074：2．武钢矿业公司，武汉430080)ZHOUChuan—b01，GUOLiao．WU2，YAOYing．kan91，YINXiao—pen92，JIANGmechanicalparametersandsecondarycentralizedtunnel；secondarymechanism；numerical第‘作者简介：周传波，男．1963年出生，膊士，教授，博导，主要从事采矿工程和地下建筑J：程研究。E-mail：[e-mail]、，01．30No．312009)03--0654--05m、一74115(1．EngineeringFaculty．ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China；2．MiningWuhanCo．Ltd．，Wuhan430080，China)Abstract：Thedistributionexcavatedof一62m，一74minDayeminestudied．Firstly，therocksgroupeddifferentengineeringgeologygroups；andthebasedgeologicalinvestigationfieldindoorexperiment．ThestrainissimulatedbyFLAC3D；andalsonumericalresultsvalidatedconvergencemonitoringdataof一74showthatrangeshavedifferencescorrespondingconditionstunnel；butprincipaldistribudontransitsfromcompressivesidewalltensilevaultfloor．Keysimulation；convergence收稿【】期：2008．06．261000--7598CompanySteelIronstresstOstatetoareon
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徽糍艨熊麓蒜蒸协帱黼m2现场工程地质性质研究围岩受力变形机制数值分析|羹粕造为龙洞一铁门坎向斜。该向斜出露于矿体上盘大3大冶铁矿龙洞采区构造发育程度中