基于非线性弹性地基梁的地下矿山充填开采覆岩移动规律研究

作     者：何祥锐 邱贤阳 史秀志 李小元 支伟 刘军 王远来 HE Xiangrui;QIU Xianyang;SHI Xiuzhi;LI Xiaoyuan;ZHI Wei;LIU Jun;WANG Yuanlai

作者机构：中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 广西中金岭南矿业有限责任公司广西来宾546100 

出 版 物：《黄金科学技术》 (Gold Science and Technology)

年 卷 期：2024年第32卷第4期

页      面：640-653页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：广西重点研发计划项目“复杂地表环境下地下矿山开采岩移规律及低沉降充填开采技术研究”(编号:2022AB31023) 中央引导地方科技发展资金项目“地下矿山层叠采空区地压监测控制及矿柱安全高效回采研究实验室”(编号:来科中引专项20230402)联合资助 

主　　题：非线性弹性地基梁 数值模拟 岩层移动控制 充填开采 覆岩移动规律 位移监测 

摘      要：为了研究地下金属矿充填开采覆岩移动规律,以盘龙铅锌矿采场作为研究对象,建立非线性弹性地基梁力学模型,开展了不同采场结构参数、顶板厚度、原岩应力及充填体配比对于覆岩移动的影响研究。研究发现5个因素对于覆岩移动的影响从强到弱依次为充填体配比、采场结构参数、顶板厚度、原岩应力,提高充填体配比是控制覆岩位移的关键。通过采用Flac3D数值模拟方法计算不同充填体配比下覆岩移动值,将数值模拟分析结果与力学理论计算结果进行对比,二者差异率在3%~9%之间,从而验证了力学模型计算结果的可靠性。基于研究结果,提出地下矿山充填开采覆岩沉降控制技术,并将其应用于工业试验。研究成果可为类似矿山进行岩层控制提供借鉴。