三号矿体采空区稳定性分析.ppt

计算结果分析 垂直矿体走向应力云图 150m中段开挖σ3主应力 150m中段开挖σ1主应力 计算结果分析 垂直矿体走向应力云图 100m中段开挖σ3主应力 100m中段开挖σ1主应力 计算结果分析 垂直矿体走向应力云图 主压应力 主拉应力 当岩层进行开挖时，原始的地应力重新分布，从垂直矿体走向的应力云图可以看出空区上下盘都出现了次生应力场，且空区顶板特别突出。模拟开挖以矿山实际开采顺序，从上盘向下盘顺序回采，起初从400m中段开始回采矿体，顶板压应力值比较小，为1.4Mpa，随着矿体进一步回采，各顶板压应力值显著增大，开挖到最后一个中段时，最大压应力从16Mpa增大到33Mpa。 从空区下盘围岩看，初始开挖过程存在较小的主拉应力，为1.2Mpa，向下开挖拉应力增大，开挖到100m中段时后最大拉应力达到2.3Mpa，从数值上看对整体空区影响范围不大，主拉应力值并未超过岩体的抗拉强度，因此在安全范围内。 计算结果分析 沿矿体走向σz应力云图 150m中段开挖σz主应力 100m中段开挖σz主应力 随着矿体回采，采空区各间柱及顶底板出现正应力集中区。各阶段空区间柱、顶底板、空区两侧围岩出现压应力集中，从上部350m中段开挖到100m中段过程中，最大压应力从16.4Mpa增加到31.7Mpa小于岩体的抗压强度值33.8Mpa，岩体没有达到屈服强度，分析结果表明岩体处在安全状态。 计算结果分析 垂直矿体走向σx应力云图 150m中段开挖σx主应力 100m中段开挖σx主应力 从水平应力分析结果可以看出：开采100m中段过程中，其采空区上下盘围岩最大水平拉应力从1.62Mpa增加到1.82Mpa，其值小于岩体抗拉强度，岩体处于安全状态。 计算结果分析 垂直位移云图 150m中段开挖垂直位移 100m中段开挖垂直位移 从竖向位移分析结果可以看出：350m中段开挖完成后，其垂直位移量为1.5mm，当开挖到100m中段时，其垂直位移量为4.6mm，说明采场应力随着开挖的进行在增大，即表示100m中段空区应力比较集中。 计算结果分析 垂直位移云图 150m中段开挖垂直位移 100m中段开挖垂直位移 从位移云图可以看出：150m中段开挖后到100m中段开挖垂直位移上下盘下沉变化情况，上盘位移下沉位移值大约在3.5mm到9.2mm，而下盘鼓起值大约在3.9mm到8.5mm，这说明在连续开挖过程中，空区鼓起位移值相应增大，有可能对围岩稳定性造成影响。 计算结果分析 水平位移云图 150m中段开挖水平位移 100m中段开挖水平位移 从水平位移分析云图可以看出：150m中段开挖完成后，空区间柱水平位移量为1.5mm，当开挖到100m中段时，最大水平位移量为3.1mm。 计算结果分析 小结 根据实际矿体实际情况，运用Midas软件建立三维有限元模型，模拟矿山实际开采顺序，从400m中段到100m中段从上向下分布开采，通过分析可以得出以下结论: 1. 随着矿体的逐一回采，空区暴露区域体积开始增大，上部空区对下一阶段采场有显著影响，特别是在150m及100m中段开采后，各顶板、矿柱应力与变形达到最大，空区角隅处的应力过于集中，应着重加强后期的应力与变形监测，尽早做好支护工程。 2.空区上盘的位移要比下盘大，也就是说上盘岩层受到的应力比下盘要集中，空区受到两侧围岩的挤压状态，空区顶部表现为下沉，底部表现为隆起。 心得体会 感谢 建模思路 首先，感谢midas公司提供这次竞赛的机会，让我参与进来与大家一起学习共同进步。虽然不是同一个行业，但是建模的思路都是相通的。前期的资料收集，模型模拟，后期的数据结果处理与分析，对软件的认识也加深了许多。 其次，模型分析最主要的一个过程应该是思路整理的过程，工欲善其事必先利其器，作为一个好的分析人员首先应该要有一个清晰的思路，如此，事情首先就完成了90%，剩下的10%就是软件提供给我们的平台，当然这10%也是相当重要的，有了平台才能让自己的思路具体化 对产品的建议 1 2 3 与之前gts版本相比之下，界面的可操作性相对差一点，可以借鉴420的操作界面，在界面下可做两种互换。 模型的建立需要经过几何模型再到网格划分，对结合模型的建立重点在于几何模型的布尔运算，网格划分的重点在于网格的尺寸的控制，而在实际操作过程中经常出现一些布尔运算出错，希望贵公司能提供一些资料来说明指导或者指出大家出错的可能原因。 六面体网格输出单元数量少，计算速度快，应较好的应用于实际工作当中，但是事实上，六面体网格划分过程速度慢，且质量相对较差，因此建议贵公司能在混合网格生成器提升划分速度，以便于推广。 迈 达 斯 整 体 解 决 方 案 应 用 大 赛 中铁第一勘察设计院集团有限公司