基于数值模拟的采场结构参数与充填强度匹配性研究黄旭利1,王筱添2,3,景岳2,3,廖九波2,3(1.湖南有色新田岭钨业有限公司,湖南郴州市423000;2.长沙矿山研究院有限责任公司,湖南长沙410012;3.金属矿山安全技术国家重点实验室,湖南长沙410012)摘要:针对新田岭钨矿区厚大矿体的赋存特征,利用FLAC3D数值模拟软件,分析了矿房宽度、矿柱宽度、底板充填体厚度、矿房充填体强度、底板充填体强度等对开采后围岩顶板沉降位移的影响。结果表明:一步骤回采矿房时,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大;二步骤回采矿柱时,矿房宽度及矿房充填体强度对顶板沉降变形的影响较大;下部中段回采时,底板充填体强度、矿房宽度以及矿柱宽度对顶板沉降变形的影响较大。综合上述3个研究结果,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大,其次是充填体强度,顶板沉降变形与矿房宽度呈正相关关系,而与充填体强度呈负相关关系。关键词:数值模拟;采场结构参数;充填体强度;顶板沉降0引言采场结构参数与充填强度是影响矿山安全高效开采的关键因素。胡建非等[1]提出了一种博弈论改进TOPSIS综合评价模型来确定最优采场结构参数,利用FLAC3D软件与建立的评价模型相互验证。孟凡明等[2]利用ANSYS与FLAC3D耦合建模,分析了地表沉陷规律并优化了采场参数。陈庆坤[3]运用CAD-Dimine-MidasGTS建立了三维矿体模型,运用FLAC3D数值软件对下向进路充填采矿法采场的位移、应力以及塑性区进行了分析。曹港等[4]利用FLAC3D软件与Rhino建模软件对充填体强度、采场顶柱厚度、采场间柱厚度等进行了数值模拟研究,确定最优采场参数。郭进平等[5]利用FLAC3D对不同采场跨度的采场进行模拟计算,通过多指标赋权综合评价,从最大拉应力、位移量及矿石损失率3方面综合考虑资源开采的安全性及经济性,确定最优的采场结构参数。赵兴东等[6]以岩体质量分级为基础,利用RS2数值模拟软件和Mathews稳定性图表对采场稳定性进行分析,以三山岛金矿分段空场嗣后充填法采场为研究对象,对最易发生失稳破坏的上盘围岩进行了稳定性分析。贾通平[7]以缓倾斜厚大矿体的采矿方法选择和采场结构参数优化为目标,通过岩石力学试验、数值模拟、未知测度理论和Mathew理论等对马路坪矿的采场结构参数进行了研究,确定了矿房及矿柱尺寸。徐路路等[8]建立了5种采场结构模型,通过有限元软件ANSYS进行数值模拟,综合考虑顶板、间柱和充填体柱的拉应力、压应力及位移变化,引入安全系数对各模拟方案进行对比分析。吴振坤等[9]建立了基于满意度的多指标综合采场评价模...
