基于FLAC3D大冶铁矿矿柱回采过程的应力分析

周德红，李　文，冯　豪，王浩然

武汉工程大学资源与土木工程学院，湖北 武汉 430074

基于FLAC3D大冶铁矿矿柱回采过程的应力分析

周德红，李文，冯豪，王浩然

武汉工程大学资源与土木工程学院，湖北 武汉 430074

为了增加资源回收率，金属非金属矿山在回采后期需要对残留矿柱进行二次回采.矿柱结构破坏必然引发采场力学状态发生变化，甚至影响整个采空区的稳定性.以大冶铁矿矿柱回采过程为例，选用动力有限元法分析其采空区动力扰动下的响应特征及应力分布规律.选取直径3 m、高12 m的竖直圆形矿柱采用FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua）对矿柱应力随时间变化情况进行数值模拟分析.模拟分析结果表明，矿柱负载分别在20 MPa，40 MPa的情况下，动力扰动对矿柱的影响随其负载的增大越来越明显，在动力扰动下矿柱越容易导致失稳破坏.矿柱的负载越小，整个采场的稳定性、安全性也就越好，因此，在为矿柱回采进行充填设计时，应充分考虑矿柱的负载作用.

矿柱；应力；FLAC3D；采空区

2　模型的建立

2.1工程概况

大冶铁矿位于湖北省黄石市铁山区.大冶铁矿为低山-丘陵组成的山丘-盆地地形，山脉走向NWW，与构造线走向一致.地势北高南低，低山与丘陵之间走向为NWW-SEE.铁门坎采区浅部矿体于1984年7月结束露天开采，坑底标高-36 m. -36 m以下及挂帮矿转为地下开采.该矿区地下开采工程由长沙黑色冶金矿山设计院设计，阶段高60 m，分段高12 m，采矿方法为无底柱分段崩落法开采.该采区基建工程于1995年竣工投产.到2005年底，-62 m分段……