深部崩落法開采地表沉降特征數(shù)值模擬研究

王洛鋒

(洛陽欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 洛陽 471500)

0 引言

崩落法開采引起的地表沉降是一個(gè)重大的礦山安全和環(huán)境問題，研究礦體開采后巖層的移動(dòng)規(guī)律，對(duì)礦山安全高效開采及社會(huì)經(jīng)濟(jì)有著重大意義。對(duì)于采用崩落法開采的礦山，礦體開采后，原巖的應(yīng)力平衡會(huì)被打破，將會(huì)引起圍巖發(fā)生位移、開裂和冒落等。由此產(chǎn)生的地表錯(cuò)動(dòng)、塌陷將會(huì)影響到工業(yè)場(chǎng)地等地面設(shè)施的布置，同時(shí)也會(huì)引起生態(tài)環(huán)境的損壞以及征地等問題。因此，能夠有效的預(yù)測(cè)崩落法開采引起的地表塌陷范圍，對(duì)礦山規(guī)劃、風(fēng)險(xiǎn)管理與評(píng)估非常重要。許多學(xué)者針對(duì)地表沉降方面已開展了大量研究。如王永嘉應(yīng)用離散元法和邊界元法對(duì)開采沉陷中的應(yīng)力、變形進(jìn)行了研究[1]；唐春安給出了線彈性有限元法[2]；張東明、尹光志等人探討了煤礦開采中巖層移動(dòng)的分形特征[3]；郭增長(zhǎng)建立了極不充分開采條件下地表移動(dòng)的預(yù)計(jì)方法[4]；黃平路、陳從新采用多種數(shù)值模擬手段綜合分析方法，研究了露天和地下同時(shí)開采引起的巖體移動(dòng)規(guī)律[5]，均取得了一定的成果。

前人的研究?jī)?nèi)容多集中于埋深比較淺的情況，隨著開采深度的增加，深部巖體變形特征將發(fā)生轉(zhuǎn)變[6]，深部開采引起的巖層移動(dòng)規(guī)律與淺層開采不同。因此，研究深部礦體開采時(shí)地表沉降規(guī)律具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于巖土力學(xué)理論和有限差分軟件FLAC3D，對(duì)深部礦山采用崩落法開采引起的地表沉降特征進(jìn)行研究。……