某鐵礦大型地下硐室穩定性數值分析

趙春濤

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司)

某鐵礦大型地下硐室穩定性數值分析

趙春濤

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司)

利用FLAC3D軟件對張家灣鐵礦地下選廠硐室開挖和支護過程進行了穩定性分析，得出硐室圍巖松弛區范圍、監測點的位移變化規律及支護結構的內力值。結合硐室穩定性經驗判據，對硐室支護前和支護后進行了穩定性的量化判定，可為硐室開挖和支護參數設計提供參考。

大型硐室 穩定性 數值分析 監測點位移 支護參數 FLAC3D

當前冶金礦山領域地下硐室支護設計多以工程類比為主[1-2]，但對于非常規的大型硐室而言，由于工程條件的差異，工程類比的可靠性較差。數值分析技術可提供有效的量化分析結果，為硐室開挖和支護提供數據支持[3-4]。為此，本研究基于FLAC3D軟件對張家灣鐵礦地下選廠硐室開挖和支護過程進行穩定性分析。

1 項目概況

張家灣鐵礦地下選廠立磨硐室，硐室斷面形式為直墻圓弧拱，規格82 m×23 m×31 m，直墻高24 m，硐室埋深500 m，硐室為特大型硐室，幾何模型見圖1。硐室開挖影響范圍內的圍巖中等穩定，物理力學參數見表1。

圖1 硐室幾何模型

表1 圍巖物理力學參數

2 數值分析

基于FLAC3D軟件，采用Mohr-Coulomb模型作為巖體本構模型[5-8]，硐室穩定性判據見表2。

2.1 毛硐穩定性數值分析

毛硐在不支護的條件下，按自上而下的順序分3次開挖進行穩定性分析，拱部1次開挖，邊墻分2次開挖。根據對稱性，取半模型進行計算，物理模型見圖2，硐室中部應力等值線見圖3，硐室中部位移等值線見圖4。……