基于精密探测的金属矿山采空区群稳定性分析.pdf

第33 卷第12 期 岩 土 力 学 Vol.33 No.12 2012 年12 月 Rock and Soil Mechanics Dec. 2012 文章编号：1000－7598 (2012) 12 －3781 －07 基于精密探测的金属矿山采空区群稳定性分析 1, 2 1, 2 1, 2 1, 2 宋卫东 ，付建新 ，杜建华 ，张朝雷 （1.北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；2.北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083 ） 摘 要：采空区群的稳定性分析是一个复杂的地质问题，而在区域内存在一种群效应。准确地掌握采空区群的三维形态和空 间的相对位置是进行稳定性分析的前提。以石人沟铁矿为背景，利用空区探测系统 （CMS）对采空区进行了精密探测，并对 探测数据进行处理和转换，在此基础上，应用 3Dmine 建立了采空区群的三维空间模型，经过进一步处理实现了与FLAC3D 的耦合，建立了三维数值计算模型。根据计算结果对采空区群区域的应力场、位移场进行了分析，对群区域内的群效应进行 了阐述。在此基础上对群区域地表位移进行了分析，确定了地表最大位移面积和采空区水平面积的比值。研究结果表明，区 域内的群效应使应力和位移较单个采空区时都有了较大增加，且增加幅度并不是单纯的叠加，这种效应加剧了采空区的危险 等级，将CMS、3Dmine 和FLAC3D 三者的优势结合起来，为采空区群得稳定性分析提供了一个准确而有效的途径。 关 键 词：金属矿山；采空区群；空区探测系统；三维建模；数值模拟 中图分类号：TD 853 文献标识码：A Analysis of stability of goaf group in metal mines based on precision detection SONG Wei-dong1, 2, FU Jian-xin1, 2, DU Jian-hua1, 2, ZHANG Chao-lei1, 2 (1. State Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines of Ministry of Education, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;