考虑流固耦合的露天坑积水下边坡与巷道协同稳定性研究

TD745; 露天矿边坡与巷道协同稳定性是影响矿山安全开采的关键因素.开展矿区边坡与巷道协同稳定性研究是保证矿山能进行安全施工的重要工作之一.针对矿区Ⅵ号矿组露天坑目前存汇水问题,分析论证后续井巷开采、工程力学、汇水等因素对Ⅳ号矿组、Ⅶ号矿组深部井巷工程是否有影响;采用 3Dmine建立了露天矿三维地质模型,截取风险边坡剖面并建立数值模型,结合COMSOL Multiphysics多场耦合分析软件,对建立的剖面模型的渗流场与应力场进行耦合,通过精细化划分网格对其进行稳态求解,得到剖面模型的损伤区、应力场及位移变化云图,其中,边坡 5号剖面区域基坑存在积水问题,在求解过程中考虑渗水条件.分析结果...

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Published in中国矿业 Vol. 33; no. 9; pp. 110 - 118
Main Authors 张雷, 王兵, 黄铂然, 王培涛
Format Magazine Article
LanguageChinese
Published 山东理工大学资源与环境工程学院,山东淄博 255000 01.09.2024
吉林天池矿业股份有限公司,吉林延吉 133500%吉林天池矿业股份有限公司,吉林延吉 133500%北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083
Subjects
地下开采
jointed rock mass
FEM analysis
有限元分析
边坡稳定性
underground mining
fluid structure coupling
流固耦合
节理岩体
slope stability
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ISSN1004-4051
DOI10.12075/j.issn.1004-4051.20240735

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Summary:TD745; 露天矿边坡与巷道协同稳定性是影响矿山安全开采的关键因素.开展矿区边坡与巷道协同稳定性研究是保证矿山能进行安全施工的重要工作之一.针对矿区Ⅵ号矿组露天坑目前存汇水问题,分析论证后续井巷开采、工程力学、汇水等因素对Ⅳ号矿组、Ⅶ号矿组深部井巷工程是否有影响;采用 3Dmine建立了露天矿三维地质模型,截取风险边坡剖面并建立数值模型,结合COMSOL Multiphysics多场耦合分析软件,对建立的剖面模型的渗流场与应力场进行耦合,通过精细化划分网格对其进行稳态求解,得到剖面模型的损伤区、应力场及位移变化云图,其中,边坡 5号剖面区域基坑存在积水问题,在求解过程中考虑渗水条件.分析结果表明:Ⅵ号露天边坡、Ⅶ号露天边坡岩体损伤对地下工程均未造成影响,Ⅵ号矿坑积水的渗透速度分布在 10-7～10-6 m/s,由于渗透速度较低,Ⅵ号矿坑汇水并未对附近地采工程稳定性造成显著影响;建议对Ⅵ号矿坑汇水进行及时抽排,并加强Ⅶ号露天边坡位移监测.该研究结果为论证边坡与巷道协同稳定提供了新思路和参考.
ISSN:1004-4051
DOI:10.12075/j.issn.1004-4051.20240735