礦山采空區(qū)穩(wěn)定性分析及其變形失穩(wěn)過程可視化仿真研究.pdf

1、采空區(qū)是礦山的主要災(zāi)害源之一，易造成如空區(qū)坍塌、地表沉陷等災(zāi)害，嚴(yán)重影響礦山的安全生產(chǎn)，因此有關(guān)礦山采空區(qū)穩(wěn)定性的研究意義重大。為了更合理、更準(zhǔn)確地分析采空區(qū)的穩(wěn)定性和全方位、生動地展示采空區(qū)變形失穩(wěn)的具體過程，本文針對獲各琦銅礦空區(qū)群的工程實(shí)際，綜合采用巖石力學(xué)試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬與可視化仿真等方法，開展了礦山采空區(qū)穩(wěn)定性分析及其變形失穩(wěn)過程可視化仿真研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)確定了研究區(qū)域礦巖的巖體力學(xué)參數(shù)。

2、在開展的密度試驗(yàn)、單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)等室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用新Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行了巖石力學(xué)參數(shù)工程折減，得出了符合工程實(shí)際的礦巖巖體力學(xué)參數(shù)。
　　 (2)建立了采空區(qū)三維幾何模型，獲取了采空區(qū)信息。根據(jù)礦區(qū)采空區(qū)實(shí)測圖，利用3DMINE軟件建立了采空區(qū)三維幾何模型，獲取了采空區(qū)的空間分布狀態(tài)、體積及高度等信息。
　　 (3)完成了采空區(qū)穩(wěn)定性數(shù)值模型建立與計(jì)算，對采空區(qū)穩(wěn)

3、定性進(jìn)行了數(shù)值分析。利用已得出的巖體力學(xué)參數(shù)與建立的采空區(qū)三維幾何模型，基于3DMINE-MIDAS/GTS-FLAC3D軟件耦合技術(shù)建立了采空區(qū)穩(wěn)定性數(shù)值模型;根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對各采空區(qū)圍巖的頂板沉降、最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力、剪切及拉伸塑性區(qū)狀態(tài)進(jìn)行了分析;根據(jù)采空區(qū)圍巖的位移、應(yīng)力及塑性區(qū)狀態(tài)與采空區(qū)信息，建立了“采空區(qū)穩(wěn)定性等級分級標(biāo)準(zhǔn)”，以此標(biāo)準(zhǔn)評定了各采空區(qū)的穩(wěn)定性等級。
　　 (4)建立了采空區(qū)變形失穩(wěn)過程可視化仿真模