某黑色金属矿山充填采矿法的数值模拟.pdfVIP

维普资讯 黄 金 GoLD 2005年第 11期 ／第 26卷 某黑色金属矿 山充填采矿法的数值模拟 张 滔，许梦国，欧阳治华，王 平，崔 波，孙丽军，李爱明 (武汉科技大学) 摘要 ：运用有限单元法对铁矿山的充填采矿方法进行 了数值模拟 ，以评价因充填采矿方法引起 的地表位移对选厂和民宅建构筑物的影响。运用双重流 (doublet)模型和 RMR水力传 导模 型确定 岩体的物理力学参数 ，岩体弹性模量 E 折减为岩石 的0．4倍 ，比较准确地反映了岩体 的实际情 况 。 关键词：金属矿 山；充填采矿法 ；数值模拟 中图分类号 ：TD853．34 文献标识码 ：B 文章编号 ：1001—1277(2005)¨一0022—04 态。按照圣维南原理 ，避免开挖影响周边的力学状 1 工程背景及岩石力学参数 况 ，以及考虑选矿厂和居民区的位置 ，并考虑到围岩 1．1 工程背景 原岩应力场受采矿扰动而重新调整 的影响和两侧加 该矿山现有的工程背景及地质条件具有 3个特 载边界的影响范围，所 以模拟的长度为 2400m，深度 点：①地表已经有重要的建筑物；②地下矿体分布复 为 1200m(实际开挖深度为 320m，从 自一280m开采 杂 、厚度较大 ；③基本工程地质条件和采矿条件具有 至 一700m，宽度为 200m)。 代表性 。 1．2 岩石物理力学参数 确定模拟范围的原则：地下矿体开采期间，应力 根据 《××铁矿西区工程地质调查报告》，西区主 扰动不波及到边界 ，即模型周边始终保持初始应力状 要地层岩性和岩石物理力学参数见表 1。 表 1 岩石主要物理力学参数 1．3 岩体裂隙 岩体裂 隙平均密度见表 2。 表 2 岩体裂隙平均密度 1．4 岩体弹性模量 将涌水量大小来直接描述岩体的弹性模量 E 许多研究表 明，岩体弹性模量直接受岩体 内裂 1．4．1 双重流 (doublet)模型 隙、溶洞影响。由于岩体内存在着大量的裂隙、溶洞， 假定 hl，为圆形隧道边界上水的相对强度 (hb= 因此岩体弹性模量会远小于岩石的弹性模量 。地下 h{+p／7，h{为边界高于水平基准面的位置高度 ，P 岩体结构复杂且范围大，无法直接获取所有有关岩体 为边界水的测压强度 ；7为水 的流体重度)，沉流 中 内的裂隙及溶洞的数据。在裂隙岩体 中，地下水流动 心坐标值为 (0，h +r)，具有 同样强度 的源流位于 主要是受裂隙控制 ，地下采空区内的涌水量的大小可 [0，一(h +r)]。对于有无穷个平行相距 2L的沉流 直接反映岩体中裂隙的多少 ，借助等效水力模型，可 隧道情形 ，Polubarinova．KochinaPYa…运用叠加法导 收稿 t3期：2005一O8—20 作者简介 ：张滔(1978一)，男，湖北宜 昌人，武汉科技大学化工与资源环境学院助教 ，硕士，主要从事采矿、岩土工程的教学与科研工作；湖北省 武汉市 ，武汉科技大学3O信箱 ，43008l