*基金项目:国家自然科学基金项目(51804079);福建省自然科学基金项目(2019J05039);国家安全生产监督管理总局安全生产重大事故防治技术科技项目资助项目(hunan-0010-2014AQ).基于Geomagic-Midas-FLAC3D的采空区稳定性分析*陈绍民1,黄敏2,3,4,严鹏1,赵春山1,王强1,唐伟1(1.富蕴金山矿冶有限公司,新疆阿勒泰市836100;2.江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州市341000;3.紫金(长沙)工程技术有限公司,湖南长沙410000;4.紫金矿业集团股份有限公司,福建上杭县364200)摘要:井下采空区稳定性分析是金属矿山常需面对的问题,采空区稳定性关系到空区周边开采的安全,对矿山安全生产、经济效益、社会效益等都起到至关重要的作用。从采空区现状调查出发,采用三维模型构建、理论计算及三维数值模拟对井下采空区稳定性进行了计算与分析,研究结果表明:在矿山开采现状条件下,对采空区进行了实地调查及三维激光扫描,切实掌握了各中段采空区的详细分布状况;采用Geomagic软件对采空区模型进行了精确解译,并精简了模型三角面片,可快速统计采空区长、宽、高及体积等基本参数,同时为模型构建提供了基础条件;采用理论计算及三维数值模拟两种方法对井下采空区稳定性问题进行了深入研究,并对井下采空区进行了稳定性安全分区分级。研究结果可为金属矿山采空区稳定性分析及采空区治理提供科学依据。关键词:采空区;稳定性;三维激光扫描;Geomagic;MidasGTSNX;FLAC3D0引言国内多数金属矿山在开采多年后,井下形成了大量的采空区,采空区分布范围广、稳定性情况不明,存在较大的安全隐患[12]。采空区的存在容易诱发井下采场或巷道等发生冒顶、片帮,甚至大范围垮塌,对井下工作人员及设备安全等造成严重威胁[3]。因此,需明确采空区的稳定性状况,进而针对性地制定相关措施对采空区进行治理。在充分考虑工程实际的情况下,按轻重缓急的原则,综合采用“充”“撑”“封”“崩”等方式对采空区进行治理及灾害防治,有效遏制采空区产生的危害[4]。国内外学者对采空区稳定性做了大量研究工作,谢伟等[5]基于Mathews稳定性图解法理论模型,结合矿山采空区现状,采用数值模拟法分析采空区各个区域的相关参数,做了主采空区的稳定状态评估,在某种程度上丰富了采空区稳定性分析方法。李杨等[6]采用层次分析法对影响岩体稳定性的各种因素进行权重计算,以影响较大的因素作为D-S证据理论的评判指标,进行治理后的岩体稳定性评价,取得了很好的应用效果。何荣兴等[7]基于正交设计和数值模拟方法,综合分析单轴抗压...
