充填法开采矿体三维模型构建及井筒稳定性分析①

刘建博，付建新，王 灵，张 超

（1.北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083；2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083）

矿体开挖后，会引起围岩应力重新分布，可能会导致围岩发生局部破坏，从而影响井巷工程的稳定性［1］。因此，准确有效地判断矿体开挖后是否会造成井巷工程失稳破坏，是当前采矿工程研究的重点课题之一。专家及学者对井巷工程的稳定性进行了诸多卓有成效的研究，常见的研究方法有理论分析法［2－4］、现场监测法［5－6］、数值模拟方法［7－8］等。

随着现代采矿技术不断发展，三维建模软件与数值模拟软件成为采矿工程必不可少的技术手段。为了探明矿体储量及其存在的空间状态，并保证采矿过程安全，诸多学者利用三维软件进行矿体建模，确定矿体储量和空间分布状态［9－11］，然后经与其他软件网格划分功能耦合，建成可供数值模拟软件进行计算的模型，最终进行矿体开挖模拟研究。本文在前人研究的基础上，采用3DMine-Rhino-Griddle软件进行某矿区矿体与竖井建模，经过FLAC3D软件进行矿体开挖模拟，研究矿体开挖对竖井稳定性的影响，为矿山稳定性开采提供理论依据。

1 矿区概况

某矿区属低缓丘陵区，地势起伏较小，东部较高，南、北、西部较低，海拔最高＋192.09 m、最低＋46.08 m，相对高差146.01 m。矿区在浅部区域主要赋存矿体包括Ⅶ-1号和Ⅶ-2号。开采范围内岩体较稳固，井筒及运输巷道位于绢英岩化花岗岩中，岩体完整性较好，整体块状结构，属坚硬岩石，工程地质条件良好，在探矿施工过程中无不稳定因素。……