某铅锌矿采空区稳定性分析及处理方案研究

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作者 王星 赵艳 吴旭 《现代矿业》 2025年第5期30-35,39,共7页

以福建某铅锌矿采空区为研究背景,通过对矿区的自然地理条件详细调查,建立了三维力学分析模型,定量评价了采空区的稳定性。利用数值模拟技术,通过有限差分法,模拟了单采空区和采空区群的稳定性,发现其受原岩应力、结构面、岩性、地下水... 以福建某铅锌矿采空区为研究背景,通过对矿区的自然地理条件详细调查,建立了三维力学分析模型,定量评价了采空区的稳定性。利用数值模拟技术,通过有限差分法,模拟了单采空区和采空区群的稳定性,发现其受原岩应力、结构面、岩性、地下水条件等多种因素影响。基于稳定性综合评价指标体系,将采空区围岩稳定性划分为稳定状态、基本稳定状态、欠稳定状态和不稳定状态4个等级,其中3个不稳定采空区位于160~170 m中段,存在较高失稳风险。针对不同采空区,提出了以封闭隔离为主的处理方案,辅以废石堆填和巷道加固措施。同时,评估了矿柱回收的可行性,确定了回收原则和条件。研究表明,合理的采空区处理和矿柱回收方案对保障矿山安全生产和资源高效利用至关重要,并建议采取有效的地压控制措施,及时调整开采方案,确保矿山长期稳定运营。 展开更多

关键词 采空区稳定性 数值模拟 有限差分法 矿柱回收 安全措施 地压控制

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结合FLAC3D和改进的Mathews稳定图法的采空区稳定性分析

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作者 任云 《建材世界》 2025年第2期95-100,共6页

随着矿产资源开发逐步向深部延伸,地下开采已成为资源获取的主要方式。在此背景下,空区稳定性管控作为制约矿山安全生产的关键技术难题亟待突破。为实现高效精准的稳定性评估,以拉么锌矿笼箱盖矿段为工程背景,创新融合三维数值模拟与改... 随着矿产资源开发逐步向深部延伸,地下开采已成为资源获取的主要方式。在此背景下,空区稳定性管控作为制约矿山安全生产的关键技术难题亟待突破。为实现高效精准的稳定性评估,以拉么锌矿笼箱盖矿段为工程背景,创新融合三维数值模拟与改进型Mathews图解方法,构建了空区稳定性多维度分析体系。通过FLAC3D软件系统解算了空区围岩位移场、应力场的空间分布特征,结合修正Mathews稳定图法进行理论验证。研究表明:空区最大应力释放值显著低于围岩抗拉强度阈值,位移矢量分布处于工程安全许可范围,评估结论与现场监测数据高度吻合。该综合分析法可有效优化空区治理方案,降低安全管控成本约37%。 展开更多

关键词 Mathews稳定图法 采空区稳定性分析 FLAC3D数值模拟 极限暴露面积

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基于拓展的Mathews稳定图法和数值模拟的采空区稳定性分析 被引量：6

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作者 杨立新 陈俊智 +2 位作者 任春芳 魏行 王鸿 《有色金属（矿山部分）》 2024年第1期40-46,共7页

某铅锌矿经多年开采遗留下一些未处理采空区,为进行后续开采,现需对采空区进行稳定性研究。通过拓展的Mathews稳定图法、FLAC3D数值模拟软件进行研究,并基于Mathews稳定图法分析暴露时间对采空区稳定性的影响。以矿山三个未处理采空区... 某铅锌矿经多年开采遗留下一些未处理采空区,为进行后续开采,现需对采空区进行稳定性研究。通过拓展的Mathews稳定图法、FLAC3D数值模拟软件进行研究,并基于Mathews稳定图法分析暴露时间对采空区稳定性的影响。以矿山三个未处理采空区作为研究对象,利用RMR和Q′值进行岩体质量分级,根据获得的岩体力学参数,使用增加了稳定性等概率线的Mathews稳定图,计算出采空区顶板及上盘的稳定性及稳定概率;计算考虑暴露时间的采空区稳定性概率,进行比较;利用FLAC3D数值模拟软件对采空区进行稳定性数值模拟分析,并与Mathews合成图得出的结果进行对比。结果表明:综合Mathews稳定图法和FLAC3D数值模拟,6204采空区顶板评价结果为不稳定,其他采空面均为稳定;随着暴露时间的增加,采空区稳定性随之降低,且对岩性较差的采空区有较大影响;拓展的Mathews稳定图法与数值模拟可以相互验证,综合分析采空区的稳定性。 展开更多

关键词 Mathews稳定图 岩体质量分级 数值模拟 采空区稳定性

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考虑采空区稳定性的矿柱回采爆破参数的优化与应用 被引量：1

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作者 费鸿禄 陈坤 +1 位作者 聂寒 袁立亮 《爆破器材》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期55-64,共10页

为安全、高效地回收大型贯通采空区残留的厚大矿柱资源,应用LS-DYNA软件对炸药单耗和排间延时进行数值模拟并优化。依据Von Mises屈服准则,分析在不同炸药单耗和排间延时条件下孔底单元的等效应力、采空区底板单元的峰值等效应力和峰值... 为安全、高效地回收大型贯通采空区残留的厚大矿柱资源,应用LS-DYNA软件对炸药单耗和排间延时进行数值模拟并优化。依据Von Mises屈服准则,分析在不同炸药单耗和排间延时条件下孔底单元的等效应力、采空区底板单元的峰值等效应力和峰值振速。使用优化后的方案进行爆破,对采空区围岩进行爆破振动监测,分析采空区的稳定性。采用Split-Desktop 4.0软件对爆堆进行块度分析。结果显示:峰值等效应力和峰值振速均与炸药单耗正相关;排间延时对等效应力的影响不显著;峰值振速随排间延时的增大呈先降低、后小幅波动的变化。当炸药单耗为1.32 kg/m^(3)、排间延时为100 ms时,单元的等效应力达到爆破破碎效果,且爆破振动未对采空区的安全稳定造成影响。将优化后的炸药单耗和排间延时应用于矿柱回采爆破,采空区底板的实测峰值振速为14.39 cm/s,满足矿山巷道安全标准,保证了采空区的安全稳定;爆破大块率由8.00%左右下降到4.28%,提升了爆破效果。 展开更多

关键词 矿柱回采 采空区稳定性 炸药单耗 排间延时 爆破块度

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充填条件下采空区稳定性分析

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作者 刘畅 郭泽洋 +5 位作者 江飞飞 简锡明 郭晓强 郭豫宁 黄敏 黄明发 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第5期17-21,共5页

对某矿山采空区稳定性进行了分析。首先对采空区现状进行了详细调查,明确其分布状态及体积;其次,基于FLAC3D模拟结果评价采空区现状及充填后的稳定性变化规律。结果表明,矿山主要存在5个采空区,分布在700~860 m中段,采空区总体积约40.45... 对某矿山采空区稳定性进行了分析。首先对采空区现状进行了详细调查,明确其分布状态及体积;其次,基于FLAC3D模拟结果评价采空区现状及充填后的稳定性变化规律。结果表明,矿山主要存在5个采空区,分布在700~860 m中段,采空区总体积约40.45×10^(4)m^(3);当前采空区顶板不稳定,存在较大垮落风险,1^(#)~4^(#)采空区之间未贯通的岩体受力集中,塑性区贯通,有可能产生大规模失稳破坏;对700~820 m中段之间采空区逐步充填后,采空区失稳风险逐渐消除,不会影响700 m以下中段生产活动。建议优先对1^(#)~4^(#)采空区进行充填处理,降低采空区垮塌和贯通的风险。 展开更多

关键词 采空区 采空区稳定性 数值模拟 充填 地下开采

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采空区稳定性评价的综合指数法 被引量：6

6

作者 康钦容 张卫中 +2 位作者 倪小山 张电吉 陈清运 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第3期162-166,共5页

房柱法开采容易造成采空区失稳事故。考虑地质条件和开采技术条件因素在采空区灾害形成过程中的作用,利用综合指数方法建立了房柱法开采形成的采空区危险源的分级评判模型;根据某石膏矿具体情况,采用综合指数分级法对其大面积采空区失... 房柱法开采容易造成采空区失稳事故。考虑地质条件和开采技术条件因素在采空区灾害形成过程中的作用,利用综合指数方法建立了房柱法开采形成的采空区危险源的分级评判模型;根据某石膏矿具体情况,采用综合指数分级法对其大面积采空区失稳的危险性进行了综合评价,求解出用于评价该石膏矿空区失稳危险程度的综合指数W和危险性等级,并把该评价结果与基于二维离散单元法的数值计算模拟结果进行了对比分析。研究结果表明:该采空区稳定性评价方法评价结果与实际情况吻合较好。 展开更多

关键词 综合指数分级法 采空区稳定性 危险性等级 分级

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基于Mathews稳定图法的采空区稳定性评价 被引量：32

7

作者 赵永 杨天鸿 +1 位作者 王薪荣 胡高建 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期74-78,共5页

针对赤峰红岭铅锌矿多年开采遗留下的80个未处理的采空区问题,通过对该矿山工程地质调查、矿岩力学试验,获取了表征矿山岩体质量的多种指标.依据获取的矿岩力学指标,利用Mathews稳定图法计算出试验采空区的稳定数和水力半径,并通过重新... 针对赤峰红岭铅锌矿多年开采遗留下的80个未处理的采空区问题,通过对该矿山工程地质调查、矿岩力学试验,获取了表征矿山岩体质量的多种指标.依据获取的矿岩力学指标,利用Mathews稳定图法计算出试验采空区的稳定数和水力半径,并通过重新绘制的Mathews稳定图和等概率图的合成图,评价出采空区的稳定性以及稳定概率.利用FLAC^(3D)对试验采空区进行数值模拟,结果与利用Mathews稳定图法评价的结果一致.对不稳定采空区进行了参数优化,并对不稳定采空区提出了支护措施.可通过该方法对红岭铅锌矿所有采空区进行评价,并可为类似矿山提供参考. 展开更多

关键词 Mathews稳定图 Q系统 采空区稳定性 FLAC^3D 支护设计

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彬长生产服务区下采空区稳定性评价研究 被引量：3

8

作者 计宏 余学义 +1 位作者 高志兴 刘沛林 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2011年第5期544-548,共5页

针对彬长生产服务区建筑群受采空区影响问题,应用数值模拟计算、覆岩变形理论分析方法,结合地表监测成果,综合计算分析了建筑群下107工作面综放开采采空区稳定性及其对建筑物的影响,分析结果表明,107工作面开采属于非充分采动,覆岩中洛... 针对彬长生产服务区建筑群受采空区影响问题,应用数值模拟计算、覆岩变形理论分析方法,结合地表监测成果,综合计算分析了建筑群下107工作面综放开采采空区稳定性及其对建筑物的影响,分析结果表明,107工作面开采属于非充分采动,覆岩中洛河组、宜君组坚硬厚岩层对地表移动变形具有控制性的作用,由于坚硬关键层的整体变形作用,使得地表水平移动范围大于沉陷范围,地表建筑群下采空区已基本稳定。应用影响函数预计模拟方法预计分析了地表剩余移动变形,表明地表移动盆地已经处于基本稳定状态,地表剩余移动变形对建筑物影响很小。研究结果为彬长生产服务区建筑群下开采沉陷灾害治理提供了可靠地依据。 展开更多

关键词 开采沉陷 关键层 地表剩余移动变形 采空区稳定性

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应用层次分析法评价采空区稳定性——以安阳县某采矿厂为例 被引量：3

9

作者 冯乃琦 杨扬 余珍友 《矿产勘查》 2008年第12期78-80,共3页

地下矿产资源的开采而导致的采空区引起严重的地质环境问题,给人类生产、生活带来危害。本文根据层次分析法的基本原理,选用了15个采空区稳定性评价指标并结合区域自然环境条件,应用该方法对安阳县某采矿厂采空区稳定性评价指标进行了... 地下矿产资源的开采而导致的采空区引起严重的地质环境问题,给人类生产、生活带来危害。本文根据层次分析法的基本原理,选用了15个采空区稳定性评价指标并结合区域自然环境条件,应用该方法对安阳县某采矿厂采空区稳定性评价指标进行了定量评价,取得了良好效果,为今后治理打下了基础。 展开更多

关键词 层次分析法 采空区稳定性 定量评价

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大冶铁矿采空区稳定性模拟分析 被引量：7

10

作者 申超霞 宋园园 +1 位作者 王如坤 梅甫定 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第6期46-49,共4页

为了回收采空区矿柱,以大冶铁矿采空区充填体为例,根据Mohr-Coulomb材料变形模型,建立了采空区应力数值分析模型,模拟了充填前后采空区的应力变化及塑性区的分布情况,通过两者的对比得出充填前后采空区的稳定性结果。研究证明采用充填... 为了回收采空区矿柱,以大冶铁矿采空区充填体为例,根据Mohr-Coulomb材料变形模型,建立了采空区应力数值分析模型,模拟了充填前后采空区的应力变化及塑性区的分布情况,通过两者的对比得出充填前后采空区的稳定性结果。研究证明采用充填法对采空区进行处理,不仅改善了采空区应力的作用,还缩小了矿体内的塑性区域,很大程度上提高了采空区的稳定性。 展开更多

关键词 采空区稳定性 充填 MOHR-COULOMB模型 数值分析

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基于AHP和模糊数学方法的采空区稳定性评价 被引量：6

11

作者 孙宇超 赵周能 +2 位作者 陈星明 张志贵 谭宝会 《有色金属（矿山部分）》 2019年第5期35-40,共6页

通过AHP和模糊数学方法建立了评价下向水平分层胶结充填法充填前采空区稳定性的评价模型。采用德尔菲法对采空区稳定性的影响因素进行了分析,构造了判断矩阵,通过层次分析法确定了各影响因素的权重;结合采空区四值逻辑评分表和定量表述... 通过AHP和模糊数学方法建立了评价下向水平分层胶结充填法充填前采空区稳定性的评价模型。采用德尔菲法对采空区稳定性的影响因素进行了分析,构造了判断矩阵,通过层次分析法确定了各影响因素的权重;结合采空区四值逻辑评分表和定量表述的采空区灾害危险度的影响因素的隶属函数确定表确定了各影响因素的隶属度,建立了评判矩阵。并对某矿山采空区进行稳定性判断,最终得出该采空区稳定性为Ⅱ级,属于较稳定级别。 展开更多

关键词 层次分析法 判断矩阵 隶属函数 采空区稳定性

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天然气管道建设场地房采采空区稳定性评价方法 被引量：9

12

作者 孙庆先 陈凯 游超 《煤炭工程》 北大核心 2020年第12期145-149,共5页

为了准确评估天然气管道建设场地房柱式开采工艺遗留采空区的稳定性,在分析采空区地质条件的基础上,根据有关规范要求,完成了开采沉陷区地表残余影响的移动变形计算、覆岩破坏高度与建设工程影响深度的安全性分析、煤柱的长期稳定性分... 为了准确评估天然气管道建设场地房柱式开采工艺遗留采空区的稳定性,在分析采空区地质条件的基础上,根据有关规范要求,完成了开采沉陷区地表残余影响的移动变形计算、覆岩破坏高度与建设工程影响深度的安全性分析、煤柱的长期稳定性分析。综合分析结果表明,天然气管道建设场地房采采空区不稳定。论文还提出了处理不稳定采空区的措施建议,可为房柱式开采工艺遗留的采空区地表建设提供参考。 展开更多

关键词 房柱式开采 采空区稳定性 天然气管道

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基于Phase^2的复杂采空区稳定性分析与评价 被引量：13

13

作者 倪彬 张伟 刘晓明 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期13-16,共4页

利用Phase2数值模拟软件,分别在水平和垂直剖面建立空区数值模型,对某矿三采区的空区稳定性进行了分析。研究发现,逐步回采完900中段的5个采场后,采空区的应力与位移都不会达到围岩的屈服极限,采空区是相对稳定的;继续回采采空区间柱或... 利用Phase2数值模拟软件,分别在水平和垂直剖面建立空区数值模型,对某矿三采区的空区稳定性进行了分析。研究发现,逐步回采完900中段的5个采场后,采空区的应力与位移都不会达到围岩的屈服极限,采空区是相对稳定的;继续回采采空区间柱或下中段矿体时,空区围岩的应力状态发生很大的变化,顶底板局部地方拉应力值达到岩石的抗拉强度,发生破坏,因此在进一步回采矿体时需要对采空区进行处理,保证矿山的安全生产。 展开更多

关键词 Phase2 数值模拟 采空区 采空区稳定性

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基于GRA-AHP理论的采空区稳定性研究 被引量：1

14

作者 张撑校 李何林 范庆 《现代矿业》 CAS 2014年第7期115-117,136,共4页

将灰色关联度分析(GRA)和层次分析法(AHP)理论引入到矿山采空区稳定性分析中,通过建立采空区稳定性影响因素模型,以层次分析法确定合成权重,灰色关联度分析对比论证。以吴集铁矿(南段)地下采空区为例,建立了由12个影响因素指标组成的模... 将灰色关联度分析(GRA)和层次分析法(AHP)理论引入到矿山采空区稳定性分析中,通过建立采空区稳定性影响因素模型,以层次分析法确定合成权重,灰色关联度分析对比论证。以吴集铁矿(南段)地下采空区为例,建立了由12个影响因素指标组成的模型,通过计算得到影响采空区主要因素为充填及出矿作业、采空区结构参数、高跨比、水文地质条件。 展开更多

关键词 采空区稳定性 灰色关联分析 层次分析法 影响因素

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基于功效系数与改进AHP法的地下矿山采空区稳定性评判 被引量：4

15

作者 董宪久 《有色金属（矿山部分）》 2018年第4期24-29,共6页

研究采空区稳定性评价新方法或新模型对于提高采空区稳定性评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采... 研究采空区稳定性评价新方法或新模型对于提高采空区稳定性评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采空区稳定性评价指标体系。基于功效系数法原理,采用三标度改进层次分析法确定各评价指标的权重系数,建立了采空区稳定性评判分级新模型。将所建立的模型运用到盘龙铅锌矿采空区稳定性评价研究,评判结果与工程实际相吻合,验证了基于功效系数法的采空区稳定性评判分级模型的适用性和可靠性,为采空区稳定性评价提供了一种新方法。 展开更多

关键词 地下矿山安全 采空区稳定性 功效系数法 改进层次分析法 安全评价模型

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基于数值模拟的大型采空区稳定性数值模拟研究 被引量：8

16

作者 戴水平 李恒 李佳建 《采矿技术》 2023年第5期126-132,共7页

南温河钨矿南秧田矿区采用全面法开采矿体,近年来生产强度的不断增加导致地下形成了大量采空区,大面积的采空区对矿山安全生产构成严重的威胁。对已采用废石充填和未充填的采空区进行了稳定性分析。分别建立FLAC3D数值计算模型进行计算... 南温河钨矿南秧田矿区采用全面法开采矿体,近年来生产强度的不断增加导致地下形成了大量采空区,大面积的采空区对矿山安全生产构成严重的威胁。对已采用废石充填和未充填的采空区进行了稳定性分析。分别建立FLAC3D数值计算模型进行计算,并在采空区顶板布置合理监测点进行顶板应力与位移监测。结果表明,矿体开采完毕后,矿柱存在明显的应力集中,采空区顶板位置为主要变形区域;部分未充填采空区顶板变形超过2cm,变形较大,采空区稳定性较差;采用废石充填采空区能够防止顶板垮冒形成的冲击波,进而提高采空区稳定性,减少安全事故的发生。模拟结果可为大型采空区治理提供理论支撑。 展开更多

关键词 大型采空区 采空区稳定性 数值模拟 FLAC3D 废石充填

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缓倾斜矿体采空区稳定性数值模拟研究 被引量：5

17

作者 林景 《矿业工程》 CAS 2010年第1期17-20,共4页

根据缓倾斜矿体的特征,采用FLAC3D软件对某铁矿1#矿体采空区稳定性进行了充填前后的数值模拟,对空区治理、矿柱回采的方案制定及安全生产具有一定的借鉴作用。

关键词 缓倾斜矿体 采空区稳定性 FLAC3D软件 数值模拟

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露天煤矿境界内地下采空区稳定性影响因素研究 被引量：5

18

作者 丁鑫品 王振伟 +2 位作者 王俊 李伟 曹芳智 《露天采矿技术》 CAS 2016年第9期14-17,21,共5页

围绕地质条件及岩体力学性质、采空区空间尺寸参数以及露天开采活动等3个方面,对露天矿采空区稳定性影响因素的种类、影响程度以及影响机制展开较深入的分析,并以采空区稳定性的安全系数评价法为例来说明这些影响因素的重要性与作用路径... 围绕地质条件及岩体力学性质、采空区空间尺寸参数以及露天开采活动等3个方面,对露天矿采空区稳定性影响因素的种类、影响程度以及影响机制展开较深入的分析,并以采空区稳定性的安全系数评价法为例来说明这些影响因素的重要性与作用路径,目的是在采空区评价与治理过程中能够抓住主要因素,兼顾次要因素,做到科学合理、切合实际的进行处理与取值。 展开更多

关键词 露天开采 采空区 采空区稳定性分析 影响因素

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基于FLAC^(3D)某铁矿采空区稳定性数值模拟研究 被引量：5

19

作者 龙斌 徐超 +1 位作者 戴军 卿自强 《现代矿业》 CAS 2023年第9期91-94,98,共5页

随着矿山日益开采,形成大量采空区,若发生失稳,将引发地质灾害,危及人民生命财产安全。为了确保生产安全,以某铁矿山复杂采空区空间形态和分布情况为基础,利用3Dmine-Mi‐das/GTS软件耦合技术,建立三维数值模型,并采用FLAC^(3D)软件进... 随着矿山日益开采,形成大量采空区,若发生失稳,将引发地质灾害,危及人民生命财产安全。为了确保生产安全,以某铁矿山复杂采空区空间形态和分布情况为基础,利用3Dmine-Mi‐das/GTS软件耦合技术,建立三维数值模型,并采用FLAC^(3D)软件进行模拟计算;通过分析采空区围岩、顶板及矿柱的应力、应变、塑性区情况,研究采空区的稳定性。结果表明,南区530,500,470 m中段开采后围岩产生的沉降位移很小,基本在0.1~1.8 mm;围岩压应力值往深部逐渐增大,最大压应力值未超过岩体的抗压强度;大部分采空区围岩均产生了不同大小的拉应力,拉应力值为0~1.44 MPa,均小于岩体的抗拉强度;530 m中段S53C05采空区顶板和与S53C06间的矿柱产生了连续贯通塑性破坏区。 展开更多

关键词 采空区稳定性 采场围岩 数值模拟

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已关闭矿井老采空区稳定性评价方案研究 被引量：1

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作者 崔年生 郭泽洋 《中国矿业》 2023年第7期55-61,共7页

为分析某已关闭矿井的老采空区稳定性,通过对矿山采空区现状的详细调查,明确采空区状态特征,采用定性分析和数值模拟方法进行评价。研究结果表明:-250 m中段以上采空区形成已有20余年,覆岩厚大、完整性好、强度高且地表无开裂下沉,综合... 为分析某已关闭矿井的老采空区稳定性,通过对矿山采空区现状的详细调查,明确采空区状态特征,采用定性分析和数值模拟方法进行评价。研究结果表明:-250 m中段以上采空区形成已有20余年,覆岩厚大、完整性好、强度高且地表无开裂下沉,综合判断其处于稳定状态;-250 m以下中段采空区形成后,出现局部区域的应力集中,最大拉应力约1.5 MPa,未超过岩层的抗拉强度;最大竖直位移出现在顶板位置,整体位移变形较小,下沉和底鼓现象不明显;地表覆土后,采空区应力和位移几乎无变化,综合分析来看,井下老采空区可以保持稳定。研究成果可以为老采空区稳定性的分析提供技术路线。 展开更多

关键词 采空区稳定性 数值模拟 关闭矿井 地表变形

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