基于3D-σ有限元法的采場結構參數優(yōu)化

歐任澤，何立夫

(1.長沙礦山研究院有限責任公司，長沙 410012；2.國家金屬采礦工程技術研究中心，長沙 410012；3.四川里伍銅業(yè)股份有限公司，四川 甘孜626201)

采場結構參數與采場穩(wěn)定性密切相關，采場穩(wěn)定關系到采礦安全和礦山經濟效益。采場結構參數是否合理，在一定程度上決定了采場結構是否能夠保持穩(wěn)定。合理的采場結構參數與巖體結構、礦巖物理力學性質、應力環(huán)境等因素有關，尤其與采場所處的應力環(huán)境關系密切相關，必須具體問題具體分析，不可千篇一律采用統(tǒng)一的采場結構參數[1-2]。科學地設計和優(yōu)化采場結構參數，是提高采場結構穩(wěn)定性和保證礦山安全生產的關鍵[2-3]。

一般來說，研究采場結構參數及采場結構穩(wěn)定性有四種基本方法：理論計算分析[4-6]、模型試驗[7-8]、現場監(jiān)測[9-10]和數值模擬[3, 11-14]。數值模擬方法比較適合于采場結構參數優(yōu)化研究，其中三維有限單元法為復雜條件下的巖土工程穩(wěn)定性分析和結構參數研究提供了一種比較理想、準確的計算分析方法。本文選三維彈塑性有限單元法作為研究手段，對某銅礦區(qū)不同埋藏深度條件下的采場結構參數進行優(yōu)化研究，得出合理的采場結構參數，為礦山的安全回采提供了理論依據。

1 工程背景

該銅礦礦體主要受穹窿南西翼轉折端沿S3面理形成的滑脫、虛脫構造控制，均為露頭藏身的隱伏礦體，礦體總體產狀呈層狀-似層狀，走向為北西-南東，傾向為南西，礦體品位較富，規(guī)模較大，結構較為簡單[15]。……