基于实验与统计的采矿数值模拟中岩体力学参数确定方法

在采矿数值模拟研究中，陈晓祥、谢文兵和他们的同事们聚焦于采动岩体力学参数的确定，这是关键的一环，因为这些参数直接影响模拟结果的准确性和真实性。他们基于"下三带"理论和采场端部岩体破坏区理论，利用UDEC二维数值模拟软件进行深入研究。传统的岩体破坏模式分为脆性破坏和塑性破坏，其强度特性由岩块和结构面的强度、岩体结构等因素决定，但实际参数难以获得精确值，通常需要通过实验室测试和现场特性统计来预测。 岩体力学参数如弹性模量、粘聚力和抗拉强度的取值通常远低于其对应岩块的参数值，这导致了选取这些参数时的挑战。岩体与岩体力学参数之间的关系以及围压对其的影响，是岩石力学中的核心问题。目前的数值模拟分析方法，如试算逼近法和反分析法，虽然广泛使用，但往往难以将实验室测定的岩石力学特性与现场实际情况紧密连接。 为了克服这一问题，研究者提出了一种结合实验室和现场数据的岩体地质力学分级方法，借鉴Bieniawski的分级体系，该方法考虑了岩块抗压强度、钻孔岩芯质量、节理间距等多个影响岩体工程的因素。这种方法有助于提高岩体力学参数选择的科学性和实用性，确保数值模拟分析的准确性。 本研究旨在通过建立一个实用的方法，将实验室测试数据与现场实际情况相结合，以更精确地确定采矿数值模拟中的岩体力学参数，从而提升模拟结果对真实煤岩层变形和破坏行为的反映能力。这对于优化矿产开采过程、保障矿山安全具有重要意义。