空区稳定性影响因素数值模拟研究

房洪亮 王宇驰

摘要： 在矿山进行地下开采时，会造成许多空区，这些空区是否稳定对矿山安全有着很大影响，为了研究研究空区稳定性的影响因素，文章运用FLAC3D数值模拟软件建立一个简化模型对何家采区空区进行分析，从厚跨比进行了多组模型数值模拟分析，确定了几个因素对空区围岩及顶板稳定的影响，对生产实际有着一定的指导作用。

Abstract： When underground mining is carried out in mines， many empty areas will be created. Whether these empty areas are stable or not has great influence on mine safety. In order to study the influencing factors of the stability of the empty area， the article uses FLAC3D numerical simulation software to establish a simplified model to analyze the empty area of Hejia mining area. Multiple sets of models numerical simulation analysis is carried out from thick-span ratio， thus determining the influence of several factors on the surrounding rock and roof stability of the empty area， and has a certain guiding effect on production practice.

关键词：空区稳定性；数值模拟；内摩擦角；粘聚力；厚跨比

Key words： empty area stability；numerical simulation；internal friction angle；cohesive force；thick-span ratio

中图分类号：TD804 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）32-0191-02

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为便于分析问题，本文中将何家采区空区硐室围岩应力考虑为均布压力状态，将围岩体考虑成各向同性的连续均匀介质。在实际情况中空区硐室的轴向长度较长，且在该方向上不需要考虑自由面影响，可转化为平面应变问题[1]。但FLAC3D后处理体积应变云图与塑性区云图用于判定松动圈范围上简洁明了，仍用三维计算，在厚度方向只需取一个单位网格，快捷又不会对结果产生影响。以左右边界为模型位移边界；模型边界Y轴方向为整体约束，模型底部约束Z方向为滑动支座，只考虑计算精度话，模型的几何尺寸应取实际值[2]，但为了减小边界对空区硐室的影响，一般将左右边界距离硐室的距离确定为3-5倍的跨度。由于硐室高2.5m模型底面对硐室影响模型较小，模型的底边界到硐室底面取5m，如图1所示。由于岩石多被剪切破坏，而摩尔·库仑准则有着全面反映岩石强度特点的优点，且适用于脆性材料的剪切破坏；……