边坡和采场围岩变形破裂响应特征的相似模拟试验研究

作     者：尹光志 李小双 魏作安 李耀基 王清生 

作者机构：重庆大学资源及环境科学学院重庆400044 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400044 云南磷化集团有限公司云南晋宁650600 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2011年第30卷第S1期

页      面：2913-2923页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：云南磷化集团有限公司"十二五"科技攻关深部矿体开采技术项目 

主　　题：采矿工程 露天转地下 采动影响 边坡和采场围岩 变形破裂 相似模拟 

摘      要：以云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层为研究对象,依据相似模拟原则,利用重庆大学资环学院矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿露天转地下开采的相似模拟模型试验。试验结果表明:(1)受地下采动影响后,露天矿边坡顶部、腰部和底部的应力分布进行重新调整,随着开挖范围的扩大,整体上呈受压—压缩应力增大—受拉伸的动态变化趋势。受境界顶柱的保护支承作用,开挖后其垂直下沉变形很小。(2)地下磷矿体开挖后,在采空场前后方顶板一定区域内形成顶板支承压力集中区,而在采空场上方靠近磷矿层的顶板区域形成卸压区,同时在采空场下方靠近磷矿层的底板区域则形成底板卸压区。随着采空场沿磷矿层倾斜延伸方向的推进,采空场顶板和底板卸压范围逐渐增大,顶板支承压力区动态前移。(3)受采动的影响,采空场附近顶底板围岩均有不同程度的变形,顶板岩层有不同程度的下沉,底板岩层有不同程度的隆起。顶板下沉和底板隆起最大点均位于采空场中点偏下部分,随着开挖的推进而动态前移,达到充分采动后岩层整体下沉和隆起曲线趋于稳定的碗状。以采空场为中心,随着距离其纵向和水平方向距离的增加,顶底板岩层位移变形量单调递减。(4)开挖推进至断层破碎带及其影响区域时,在采动应力的影响下,断层破碎带被活化,沿断层接触面发生滑移和剪切破坏。该研究成果对云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部矿体及类似条件下矿山露天转地下开采现场工程实施有重要理论指导意义。