矿业研究与开发

作者：杨舜,李小双,刘志芳,耿加波,饶昱贝

关键词：不同倾角矿体;地下开采;裂隙扩展规律;数值模拟

地下采场围岩及覆岩稳定性是影响矿山安全生产的主 要因素之一.为探索地下开采过程中不同倾角矿体采场覆 岩的破坏失稳特征,采用 PFC２D软件建立倾角２０°和５０°矿体 模型,模拟分析开采过程中采场覆岩的内部应力变化和裂隙 扩展规律,并与相似模型进行对比,结果表明:(１)两种矿体 模型在分步开挖过程中,开采空间较小时,覆岩均会经历卸 荷 回升 波动 稳定４个阶段,但倾角越小,离采场相同距 离覆岩处内部应力稳定时间越长,越容易发生二次卸荷;(２) 开采空间较小时,对应顶板围岩和邻近覆岩产生少量微裂 隙,且裂隙扩展呈拱形,有贯通采场上端和下端的趋势.多 步回采之后,各采场围岩及覆岩之间的裂隙相互贯通,并逐 步向地表扩展,并导致采场失稳;(３)矿体模型倾角越小,覆 岩受拉区域越大,受拉作用也更明显,导致更多裂隙的产生, 裂隙的扩展速率越快,贯通也越快,倾角２０°模型开采对围岩 及覆岩的稳定性影响更大.该研究结果可为地下开采过程 中矿山开采地压控制、采场失稳和采空区塌陷等技术难题提 供理论参考.

来源：2021年第4期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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