某矿采空区稳定性数值模拟研究

材料强度及各向同性，体积保持不变。③岩层内部为连续介质。根据现场调查结果，区域内矿岩体完整性较好，无大的断层或破碎带，此处不考虑岩体中结构面、裂隙等影响。④不考虑地下水的影响。

2.2.2 各中段应力特征

在FLAC3D软件中定义好计算模型材料的参数，包括材料的密度、体积模量、剪切模量、黏聚力、内摩擦角等，然后进行开挖求解计算得到某矿的应力分布特征。图7、图8分别为-60 m中段俯视最大主应力云图和最小主应力云图。

通过对各中段的最大、最小主应力云图进行分析可得出以下主要结果和结论：①采空区的形态对应力的分布影响较大，应力集中部位大部分出现在采空区的边缘突出地带；②对比各个中段的最大、最小主应力的大小，可以看出各中段最大主应力随着深度的增加逐渐增大，最小主应力随深度的增加逐渐减小；③各中段采空区围岩的受力状态与中段采空区的分布、体积大小有很大关系——采空区分布越集中、体积越大，采空区的围岩受到拉应力作用的范围就会越大，发生受拉破坏的可能性越大。

2.2.3 各中段应变特征

采空区围岩的应变分布特征也是分析采空区稳定性的重要方式，采用FLAC3D软件可以对各中段的剪应变增量情况进行计算，从而得到各个中段中变形较大的区域。各中段的应变分布特征详见图9.

通过对各中段的剪切应变增量云图进行分析可得出以下主要结果和结论：①部分中段的应变相比模型围岩的区域还是较大并且连通性较好。这说明矿山局部中段的稳定性偏低。②应变大的区域与空区的大小和连通性关系密切——连通性越大，空区的体积越大，应变大小就相对越大；连通性越小，空区体积越小，应变就相对越小。

3 结论

利用SURPAC软件构建矿山三维空间立体模型，主要包括2部分的模型（即地表部分模型和地下部分模型）。地表部分构建出地表地形、各种建筑物、盘山道路等模型，地下部分构建出斜坡道、巷道、空区等模型。

采用FLAC3D数值计算软件对某矿采空区的稳定性进行了数值模拟研究。研究结果表明，整体上某矿采空区的稳定性级别不高，特别是矿山部分中段已具备发生一定规模地压活动的条件。

参考文献

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〔编辑：刘晓芳〕

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