基于位移反分析的混合井稳定性评价.pdf

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1、第28卷第5期有色矿冶Vo】．28．№52012年10月NoN—FERR0USMININGANDMETALLURGYOctober2012文章编号：1007—967X(2012)05—0014—04基于位移反分析的混合井稳定性评价周亮(1．中色非洲矿业有限公司，北京100029；2．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083)摘要：将数值模拟软件ANSYS与FLAC相结合，建立矿体、混合井一体的大型三维数值模型，并基于GPS监测数据对模拟参数的选取进行了反分析，对}昆合井的稳定性进行了分析。

2、将“等效参数”带人数值模型，结果表明计算位移曲线和GPS监测位移曲线在形态和量级上基本相似；通过井壁位移场分析可知，贫矿开采对水平y方向影响较为明显；当贫矿开采完毕后，从井筒标高l43011开始，井筒压缩变形值高于钢筋水泥井壁轴向压缩允许变形值；井壁最大压缩变形发生在标高1110ITI附近，在贫矿开采过程中应引起高度关注。关键词：GPS监测；采动岩移；混合井稳定性评价；数值分析中图分类号：TD854．6文献标识码：A立包括矿体和混合井在内的大型三维分析模型。由0前言于矿体矿岩形态与地层结构复杂，直

3、接用FLAC如建竖井工程是地下矿山的重要建设工程之一，在模十分复杂，因此采用ANSYS软件提取各剖面图的矿山提升矿石(或废石)、运送人员、材料和设备、以关键点依次生成线、面以及体的方法生成数值模型，及通风和排水等过程中起到咽喉要道的作用，其稳并进行自动剖分网格，通过接LI程序，将模型数据文定性直接关系到矿山的正常生产，若一旦失稳破坏件转化成FLAC如可以接受的数据格式，导入将可能导致矿山停产，由此产生不可估量的经济损FLAC如软件，从而实现FLAC网格剖分的直观化、失¨J，还可能引起重大安全事故。

4、形象化和自动化。该方法的建模流程如图1所示。某矿山于20世纪60年代建成投产，采用下向根据矿体实际地质资料条件以及矿体开采影响范胶结充填法回采富矿和下盘贫矿，上盘贫矿资源暂时保留。近年来，随着国际矿产资源价格的Et益攀围，模型尺寸选取为3800mx3500mx1700m，模升和该矿总体产能规划的要求，决定开采上盘保留型x、y方向长度分别为3800m和3500m，竖直z贫矿资源。该矿为我国最为典型的复杂难采矿山，方向为1700m。具有地应力高、岩体破碎、岩体流变特性显著等特点，经历了近五十年的开采，

5、应力场发生了很大的变化。随着贫矿开采的逐步进行，原有的应力平衡将被打破，产生较大范围的应力重分布，有可能对现有矿山井巷工程带来较大的影响。本文依据该矿山矿岩工程地质条件，采用基于位移反分析的三维数值分析方法，全面分析了贫矿开采对该矿关键井巷工程——混合井的稳定性，为该井的风险预测及加固图1FLAC数值建模流程图设计提供理论依据。1．2模型约束条件及初始条件1计算模型建立模型边界约束条件为计算域边界，采取位移约束，在模型的四周侧面约束水平位移，在模型的底面1．1三维几何模型建立．鉴于二维数值分析模型

6、不能全面反映矿岩空间约束垂直位移，模型纵向约束全部位移，上边界为自应力变化的局限性，决定采用三维数值模拟方法，建由面。采用摩尔一库仑屈服准则。初期阶段，先不基金项目：圈家”十二五”科技支撑计划项目(2012BAB08B02)；国家自然科学基金资助项目(50774011)收稿日期：2012—07一I3作者简介：周亮(1972一)，男，f=f肃金昌人，硕士研究生，从事采矿与安全技术研究。第5期周亮：基于位移反分析的混合井稳定性评价17发生剪切破坏的概率较小。较好，发生剪切破坏的概率较小。参考文献：一[

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8、简轴线最大剪应力分布图的影响分析[J]．岩石力学与工程学报，2006，25(1)：74—78．[5]郭慧高，张海军，郭彬．受多中段采动影响的竖井工程稳定3结论性数值模拟[J]．金属矿山，2009，(s1)：382—385．[6]张梅花，高谦，翟淑花，等．金)ll-矿贫矿开采充填设计优化(1)将工程模拟软件ANSYS和FLAC3D有机及数值分析[J]．金属矿山，2009，(11)：28—31．结合，建立了包括混合井在内的矿体大型三维数值[7]杨志法，熊顺成，王存玉．关于位移反分析的某