露天转地下开采围岩破坏规律的物理与数值模拟研究

宋卫东^1,2，付建新^1,2，王东旭^1,2

1. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室2. 北京科技大学土木与环境工程学院

摘 要：以攀枝花尖山铁矿为工程背景,采用物理相似材料模型试验和数值模拟计算相结合的方法,对露天转地下开采过程中围岩的破坏机理及移动范围进行了系统的研究。首先,在物理相似材料模型试验的过程中,利用应力数据采集箱、全站仪以及数码摄像设备等手段监测模型的应力、位移和破坏过程;对围岩的应力、位移及裂纹发展进行了系统的分析,揭示了围岩在开采过程中破坏及移动的基本规律。其次,利用数值模拟软件,从围岩的应力变化、位移变化、塑性区分布及错动角变化等方面对模型进行了系统的研究。结果表明:在开采过程中,围岩的应力经过了一个急速变化到缓慢变化,直至趋于稳定的过程,随着开采深度的增加,围岩的破坏程度及范围递增、塑性区范围不断扩大,剪切破坏主要集中在两侧边坡的边脚部位。

关键词：露天转地下;围岩破坏规律;模型试验;数值模拟;错动范围;