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基于ANSYS分析东升庙铅锌矿采空区围岩的稳定性

姚志远  
【摘要】:本文从静力学和动力学两方面分析影响围岩稳定性的因素。在静力学方面,结合东升庙铅锌矿,利用平衡拱原理估算顶板垮落的范围,当采空区跨度达到99.34米时,顶板即将冒落。在动力学方面分析爆破振动对围岩稳定性的影响,利用超声波在岩体中的传播速度的变化,确定了以损伤阀值DS H=0.19,作为判断岩体是否稳定的依据。利用动应力集中系数分析了爆破产生的应力波对围岩稳定性的影响。利用ANSYS软件对东升庙铅锌矿围岩的稳定性进行了静力分析。通过ANSYS模拟开挖900水平以上矿房和回收矿柱,模拟计算的结果收敛,没有出现围岩的垮落现象,8号柱和9号柱以及围岩处于稳定状态。9号矿柱回收后,8号矿柱和采空区围岩处于稳定状态。围岩虽然没有破坏,但是存在隐患。在980-1005段采空区中部的上盘围岩处,存在受拉应力作用的拱形区域,最大拱高约为35.2米,该区域内的岩体可能产生拉伸破坏。在采空区上盘围岩的下隅角和下盘围岩的上隅角处,围岩受到剪应力作用,随着采空区的增大剪应力逐渐增大,该区域可能产生剪切破坏,可能诱发采空区围岩的大面积跨落。8号矿柱回收后,围岩的塑性区明显增大,且影响到11号采空区围岩的上盘围岩,因此8号矿柱不能回收。通过分析回收矿柱过程中8号矿柱和9号矿柱受到的影响,结合9号柱和8号柱回收过程中围岩的稳定性分析,可知回收矿柱时,采取从中间向两边推进的方案是合理的。


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