基于FLAC3D大冶鐵礦礦柱回采過程的應力分析

周德紅，李　文，馮　豪，王浩然

武漢工程大學資源與土木工程學院，湖北 武漢 430074

基于FLAC3D大冶鐵礦礦柱回采過程的應力分析

周德紅，李文，馮豪，王浩然

武漢工程大學資源與土木工程學院，湖北 武漢 430074

為了增加資源回收率，金屬非金屬礦山在回采后期需要對殘留礦柱進行二次回采.礦柱結構破壞必然引發采場力學狀態發生變化，甚至影響整個采空區的穩定性.以大冶鐵礦礦柱回采過程為例，選用動力有限元法分析其采空區動力擾動下的響應特征及應力分布規律.選取直徑3 m、高12 m的豎直圓形礦柱采用FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）對礦柱應力隨時間變化情況進行數值模擬分析.模擬分析結果表明，礦柱負載分別在20 MPa，40 MPa的情況下，動力擾動對礦柱的影響隨其負載的增大越來越明顯，在動力擾動下礦柱越容易導致失穩破壞.礦柱的負載越小，整個采場的穩定性、安全性也就越好，因此，在為礦柱回采進行充填設計時，應充分考慮礦柱的負載作用.

礦柱；應力；FLAC3D；采空區

2　模型的建立

2.1工程概況

大冶鐵礦位于湖北省黃石市鐵山區.大冶鐵礦為低山-丘陵組成的山丘-盆地地形，山脈走向NWW，與構造線走向一致.地勢北高南低，低山與丘陵之間走向為NWW-SEE.鐵門坎采區淺部礦體于1984年7月結束露天開采，坑底標高-36 m. -36 m以下及掛幫礦轉為地下開采.該礦區地下開采工程由長沙黑色冶金礦山設計院設計，階段高60 m，分段高12 m，采礦方法為無底柱分段崩落法開采.該采區基建工程于1995年竣工投產.到2005年底，-62 m分段……