缓倾斜中厚矿体采空区稳定性数值模拟研究

"缓倾斜中厚矿体采空区稳定性数值模拟分析 (2011年)" 缓倾斜中厚矿体的采空区稳定性是矿山工程中的一个重要课题，它关系到矿山的安全生产和地面环境的保护。该研究以2011年的一篇论文为基础，深入探讨了这一主题。论文首先对采空区的失稳机理进行了理论研究，并收集了相关的矿床数据、采矿过程信息，还进行了岩石力学实验，以便更全面地理解矿体的力学特性。 在这些基础上，研究者运用数值模拟软件FLAC进行了详细的模拟分析，具体针对磨坊矿五号井2号矿体4号采场的开采活动。通过模拟，他们观察并分析了采空区竖向应力分布、塑性区的发展趋势以及剪应变增量，从而揭示了采空区的稳定性和破坏模式： 1. 在采空区的顶板和地板中心位置，出现了明显的拉应力集中现象，这通常预示着结构的薄弱环节，可能引发局部破坏。 2. 空区的剪切破坏始于角落和矿柱的中下部，矿柱的失稳是破坏的起始点，随后破坏向空区边缘顶板上部扩展，最终可能导致整个顶板的塌陷。 3. 采矿过程中的第一步和第二步开挖后，采空区表现出相对稳定的状态。然而，在最后一步开挖后，采空区的稳定性遭受严重挑战，可能引发失稳。 这些发现对于预测和控制矿体开采过程中的稳定性问题具有重要意义。论文引用了前人的研究成果，例如张建等人基于力学平衡方法对采空区稳定性进行的研究，以及李夕兵等人对采空区探测、处理和安全评价的探索。同时，张耀平等利用数值模拟技术对采空区稳定性进行了深入研究。 在房柱采矿法中，矿柱的稳定性和顶板岩层的破坏是采空区稳定性分析的关键。矿柱的破坏机理主要包括压力分布的变化，这可能导致矿柱的承载压力增加，从而引发矿柱的失稳。根据文献，矿空区的失稳可以分为三类：矿柱稳定但顶板岩层部分破坏，顶板岩层稳定但矿柱失稳，以及两者同时破坏。 论文中的模拟结果对于指导实际采矿作业，制定合理的开采顺序和矿柱设计，以及预防采空区造成的地面沉陷和安全隐患具有重要的实践价值。通过对采空区稳定性进行细致的数值模拟分析，可以提前识别潜在的危险，采取预防措施，以确保矿山的安全运行。