狮子山铜矿采切工程稳定性的数值模拟研究摘要：随着矿山深部开采的到来，巷道嗣室处于高地应力状态，在其自身重力及构造应力的作用下建构筑物结构本身位移会发生一定的变化。本文基于ANSYS数值模拟软件，对狮子山铜矿深部采切工程中的运输巷道、拉底、凿岩嗣室及凿岩巷道进行针对性数值模拟，分析模拟研究对象的总位移云图、应力场云图及等效弹性应变、塑性应变，对巷道的围岩稳定性作岀评价，对采矿设计及现场开采具有指导意义。Abstract：Alongwiththedeepminingofthemine,thetunnelchamberisinthehighgroundstressstate,andthedisplacementofthestruetureitselfwillchangeundertheactionofitsowngravityandtectonicstress・BasedontheANSYSnumericalsimulationsoftware,thenumericalsimulationoftransportationtunnel,pull-bottom,rock-drilledchamberandrockdriftinthedeepminingprojectofShizishanCopperMineiscarriedout・Thetotaldisplacementcloud,stresscloudandequivalentelasticstrain,plasticstrainofthestudyobjectareanalyzedandsimulated.Thesurroundingrockstabilityoftheroadwayisevaluated,whichhasguidancesignificancefortheminingdesignandon-sitemining・?P键词：采切工程；位移云图；应变；数值模拟Keywords：miningandcuttingengineering；displacementcloudimage；strain；numericalsimulation中图分类号：TD325文献标识码：A文章编号：1006-4311(2017)08-0148-030引言在地下矿藏深部开采过程中，巷道处于高地应力状态，其自身重力及构造扰动对巷道稳定性影响较大。矿山地下井巷工程及建构筑物的受力和变形与围岩密切相关，支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束，共同作用。矿山地下井巷工程所处的环境条件及应力应变状态与地面工程是截然不同的，然而在过去的很长时间内解决地下工程遇到的问题选用的方法都是借鉴地面工程问题的解决方法，所以地下工程中出现的各种力学现象和过程在很长时间内无法得到正确阐明，使地下工程长期处于“经验设计”和“经验施工”的局面。这种局面与迅速发展的地下工程显示极不相称，促使人们努力寻找新的理论和方法来解决地下工程遇到的各种问题。陈浩等分别采用物理模型试验和数值模拟手段，对围岩体破坏演化过程和应力变化规律进行了研究，从而为指导隧道的设计和施工提供了有效的依据［1］。任奋华等为了及时掌握深部巷道围岩的稳定性，在-555m水平巷道布置3个断面收敛计、2个多点位移计、4个钻孔应力计，分别对巷道的表血位移、深部位移、围岩压力进行监测。通过采集和分析监测数据，及时准确地对巷道的围岩稳定性做出评价，为矿山的安全高效生产提供科学指导［2］。钱立，王文杰基于FLAC3D程序建立了高峰矿深部巷道模型，并对巷道施加爆破地震波进行动力分析计算［3］。蒋耀东对开滦矿区2个开采深度均超过1000m的赵各庄矿和唐山矿巷道围岩矿压显现规律调研的基础上，对煤矿深部开采过程中巷道围岩变形、破坏特征和冲击地压动力显现特征进行了总结，同时通过计算分析了地应力状态对巷道围岩破坏的影响关系［4］o乔东华用有限元数值模拟法对矿体开采后的岩体稳定性进行分析，分析计算出采场围岩稳定性程度、地应力集中地段或部位、围岩位移过大部位及塑性破坏区的分布规律，从而对可能发生的灾害可靠、准确地分析、控制。并提出相应的预防措施及建议［5］。赵兴东针对谦比希矿留设隔离矿柱实际情况，运用极限跨度理论，经验公式法和极限平衡分析方法对设计留设的隔离矿柱稳定性进行分析，提出留设隔离矿柱的合理厚度为21m,并应用FLAC3D对留设21m厚隔离矿柱的合理性进行分析［6］。曹胜根应用UDEC程序分析了综放开采端面顶板稳定性与支架工作阻力及端面距的关系，得到当端面距在一定范围之内时，端面顶板冒落情况与支架工作阻力及支护角度密切相关，支架工作阻力P和端面顶板下沉量呈类双曲线关系［7］o本文利用ANSYS-dyna建立矿井深部采切工程运输巷道、拉底巷道、凿岩酮室等模型，并对研究对象进行总位移云图、弹性应变及塑性应变等动力分析，分析计算结果，观测巷道的稳定性情况。1工程背景狮子山铜矿位于易门...