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摘要
为了研究采矿引起地表塌陷过程中的地应力转移演化规律,以某金属矿山地下开采引起山体塌陷为研究背景,采用数值模拟建立含地下矿体、不同岩性的围岩、山体地表等实体模型。模拟了井下矿体的开采过程,模拟了矿体、围岩中的"转移-重分布"演化过程。研究表明:1)地表主应力主要沿着F15断层分布,数值模拟出的结果与矿山实际情况相符合,能够说明数值模拟的结果是可靠的。2)数值模拟得到的矿区中最大拉应力为0.79 MPa,最大压应力为6～8 MPa。3)井下白云岩基本不会发生拉压破坏,而破碎岩、砂岩及含矿白云岩岩体很可能发生拉压破坏,尤其破碎岩很容易发生破坏。4)浅层的围岩体以承受拉应力为主,尤其在断层F15附近的岩体,以受拉应力破坏为主。经过开挖之后在空区附近的应力变大,受岩性条件影响,在岩层交接部位、应力的扰动状态较大。地下开采矿体会导致应力转移到空区附近矿岩体中,整个模型中在空区附近产生应力集中现象,以拉应力为主。研究成果可为矿山设计与安全生产提供参考。
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单位重庆交通大学; 土木工程学院; 沧州职业技术学院
