頂板崩落變形破壞過程的數(shù)值分析

王 良 唐 飛

(1.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院，云南 昆明 650051； 2.云南思茅山水銅業(yè)有限公司， 云南 普洱 665000)

頂板崩落變形破壞過程的數(shù)值分析

王 良1唐 飛2

(1.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院，云南 昆明 650051； 2.云南思茅山水銅業(yè)有限公司， 云南 普洱 665000)

采用數(shù)值方法建立三維計算模型，分11個步驟對采場開挖的全過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到開挖后空區(qū)圍巖的水平位移、豎向位移和塑性區(qū)分布情況，進(jìn)而分析礦區(qū)頂板自然崩落規(guī)律的變形破壞情況。由于采場的開挖，導(dǎo)致巖體內(nèi)部應(yīng)力釋放，圍巖位移指向空區(qū)內(nèi)部，水平位移最大處出現(xiàn)在采場采礦區(qū)的兩側(cè)邊幫處，位移方向均指向采空區(qū)內(nèi)部。隨著開挖寬度的擴(kuò)大，豎向位移呈圓弧曲線形式由采場頂板向巖體內(nèi)部不斷擴(kuò)張。開挖過程中，空區(qū)頂板首先由剪切破壞導(dǎo)致巖體破裂下落，出現(xiàn)采場頂板冒落現(xiàn)象，采場采空區(qū)的頂板中央上部巖體隨著頂板冒落不斷往下變形，出現(xiàn)一定高度破壞區(qū)域的巖體。當(dāng)采場開挖面積進(jìn)一步擴(kuò)大時，采場頂板上方的巖塊將無法維持穩(wěn)定狀態(tài)，出現(xiàn)持續(xù)崩落現(xiàn)象。

自然崩落 頂板 變形 破壞

某銅礦資源儲量豐富，現(xiàn)保有銅礦石儲量3.3億t，銅金屬儲量200萬t，且礦體產(chǎn)狀厚大，但由于礦石品位較低，必須采用采礦成本低、生產(chǎn)能力大、生產(chǎn)效率高的采礦方法才能取得合理的經(jīng)濟(jì)效益。從目前設(shè)計開采的范圍看，礦體厚度基本上都屬于厚大礦體，連續(xù)性較好，礦巖可崩性屬中等，可以形成連續(xù)的崩落，在技術(shù)上具有適合采用自然崩落法進(jìn)行開采的一些相關(guān)條件。……