基于FLAC3D的上向水平分层充填法采场稳定性分析李强1,赵大千1,卢海波2,袁路成2,宋浩2,孟清喜2,李俊2,李佳建3(1.山东黄金矿业股份有限公司矿业管理分公司,山东济南250001;2.西和县中宝矿业有限公司,甘肃西和县742100;3.北京科技大学,北京100083)摘要:小东沟金矿厚大矿体采用上向水平分层充填采矿法开采,合理的采场结构参数直接关系到采场稳定性和矿体开采效率。设计3种采场结构参数,建立FLAC3D数值模型进行计算。模拟结果表明,矿房开采过程中各方案最大主应力、垂直方向位移和塑性区体积均较小,开采矿柱时应力、位移和塑性区体积值均急剧增加。矿房跨度过大易导致矿柱开采过程中采场稳定性降低,增加安全隐患。最优采场结构参数为矿房宽6m,矿柱宽5m。模拟结果为小东沟金矿采场结构参数的确定提供了理论支撑。关键词:上向水平分层充填采矿法;采场结构参数;采场稳定性;数值模拟;FLAC3D0引言矿产资源开采过程中,采场结构参数对于采场稳定性至关重要[110]。李腾等[11]通过数值模拟分析了增大矿房宽度对采场稳定性的影响,研究表明增大矿房宽度会降低采场稳定性。罗瑞等[12]以某急倾斜矿体为背景,通过理论分析结合数值模拟的方法得到了矿房最优结构参数。占飞等[13]针对大冶铁矿开采过程中采场稳定性的问题进行了数值模拟,研究发现围岩应力在采场开采后得到释放,采空区内充填体与间柱共同维持采场稳定性。赵兴东等[14]以青龙沟金矿为研究对象,通过稳定性图法确定了最优结构参数并进行FLAC3D模拟,结果表明塑性区主要出现在矿体下盘。陈庆坤[1]针对佩吉铜金矿深部开采中采场稳定性进行了数值模拟研究,结果表明不同分层最优采场结构参数不同,随着开采层数增加,采场结构参数可适当增加。路停等[15]以云南个旧矿为背景,数值模拟发现采场顶板和底板是主要承压区,易发生冒顶、底鼓等现象,采场稳定性可通过判断采场顶底板破坏情况进行判断。张驰等[16]根据激光扫描获取的采空区完整形态建立数值计算模型,模拟结果表明一部开采形成的应力集中区域随着二步开采扩大。贾住平等[17]以贵州锦丰金矿为研究对象,分析了下向进路开采中的采场稳定性,分析发现充填假顶与围岩交界处变形最严重。李轶[18]基于FLAC3D分析了某急倾斜矿体浅孔留矿嗣后充填采矿过程中的采场稳定性,证实充填采空区减小了围岩塑性变形。罗方伟等[19]基于FLAC3D分析了落凼矿条带式上向分层充填采矿法开采过程中的采场稳定性,模拟发现矿体开采后采空区顶板位移区域呈拱形分布。孔学伟等[20]发现开采矿房...
