【摘要】：根據(jù)某巖金礦山開采技術(shù)條件及開拓工程布置情況,采用聯(lián)合精細(xì)建模技術(shù)構(gòu)建礦區(qū)三維數(shù)字模型,以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)設(shè)置了可靠的初始邊界條件,運(yùn)用控制變量法研究?jī)刹襟E采場(chǎng)跨度、分段高度條件下周邊巖體及充填體應(yīng)力和塑性分布規(guī)律,得出了合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù),即一步驟采場(chǎng)跨度為12m,二步驟采場(chǎng)跨度為18m,分段高度為15m。
【圖文】：

轉(zhuǎn)換成三維數(shù)字仿真模型。圖２仿真模型構(gòu)建技術(shù)路線通過(guò)對(duì)實(shí)體及露天坑三維曲面模型進(jìn)行多次布爾運(yùn)算，并對(duì)模型進(jìn)行修復(fù)后得到優(yōu)化后的復(fù)合三維模型（見圖３）。模型在Ｍｉｄａｓ－ＧＴＳ中劃分網(wǎng)格后得到三維實(shí)體網(wǎng)格（見圖４）。２．２初始邊界條件模擬過(guò)程中主要涉及礦體、圍巖、兩步驟膠結(jié)充填體。在建模之初假設(shè)所有材料視為各向同性均質(zhì)材料。根據(jù)采場(chǎng)單體設(shè)計(jì)要求，一步驟碎石膠結(jié)充填體強(qiáng)度約為１．５ＭＰａ左右，二步驟采用低強(qiáng)度膠結(jié)充填工藝。礦巖及充填體物理力學(xué)參數(shù)見表１。圖３礦區(qū)三維復(fù)合優(yōu)化模型圖４三維數(shù)值仿真模型表１礦巖及充填體物理力學(xué)參數(shù)材料類型彈性模量／１０ＧＰａ泊松比容重／（ｇ／ｃｍ３）粘結(jié)力／ＭＰａ內(nèi)摩擦角／（°）抗壓強(qiáng)度／ＭＰａ抗拉強(qiáng)度／ＭＰａ礦體１．００．２２．５５４．７３８．０５４．０８．０圍巖１．１０．２３２．５３３．２３２．０６０．０１０．０一步驟充填體０．２６０．３１．５０．１３０２．１０．４二步驟充填體０．０９０．３１．５０．０１２０１．４０．１５計(jì)算初始條件設(shè)置時(shí)重力與Ｚ軸相反，第一步將所有材料視為彈性體，受力變形過(guò)程中不產(chǎn)生塑性變形。模型上邊界建至地表，故無(wú)需施加上部載荷，通過(guò)設(shè)定加速度參數(shù)求解獲得自重應(yīng)力常模擬過(guò)程中地下開采是在露天坑已經(jīng)閉坑的前提下，露天坑位于模型左上部，應(yīng)力云圖左下方應(yīng)力小于模型右下方，最大垂直應(yīng)力為１２．５８６ＭＰａ。左上存在露天坑，故數(shù)值位移小于模型右上部，最大沉降位移約２２．５ｃｍ。３兩步驟采場(chǎng)參數(shù)優(yōu)化３．１采場(chǎng)跨度參數(shù)優(yōu)化礦區(qū)中段高度為３０ｍ，采場(chǎng)垂直

轉(zhuǎn)換成三維數(shù)字仿真模型。圖２仿真模型構(gòu)建技術(shù)路線通過(guò)對(duì)實(shí)體及露天坑三維曲面模型進(jìn)行多次布爾運(yùn)算，并對(duì)模型進(jìn)行修復(fù)后得到優(yōu)化后的復(fù)合三維模型（見圖３）。模型在Ｍｉｄａｓ－ＧＴＳ中劃分網(wǎng)格后得到三維實(shí)體網(wǎng)格（見圖４）。２．２初始邊界條件模擬過(guò)程中主要涉及礦體、圍巖、兩步驟膠結(jié)充填體。在建模之初假設(shè)所有材料視為各向同性均質(zhì)材料。根據(jù)采場(chǎng)單體設(shè)計(jì)要求，一步驟碎石膠結(jié)充填體強(qiáng)度約為１．５ＭＰａ左右，，二步驟采用低強(qiáng)度膠結(jié)充填工藝。礦巖及充填體物理力學(xué)參數(shù)見表１。圖３礦區(qū)三維復(fù)合優(yōu)化模型圖４三維數(shù)值仿真模型表１礦巖及充填體物理力學(xué)參數(shù)材料類型彈性模量／１０ＧＰａ泊松比容重／（ｇ／ｃｍ３）粘結(jié)力／ＭＰａ內(nèi)摩擦角／（°）抗壓強(qiáng)度／ＭＰａ抗拉強(qiáng)度／ＭＰａ礦體１．００．２２．５５４．７３８．０５４．０８．０圍巖１．１０．２３２．５３３．２３２．０６０．０１０．０一步驟充填體０．２６０．３１．５０．１３０２．１０．４二步驟充填體０．０９０．３１．５０．０１２０１．４０．１５計(jì)算初始條件設(shè)置時(shí)重力與Ｚ軸相反，第一步將所有材料視為彈性體，受力變形過(guò)程中不產(chǎn)生塑性變形。模型上邊界建至地表，故無(wú)需施加上部載荷，通過(guò)設(shè)定加速度參數(shù)求解獲得自重應(yīng)力常模擬過(guò)程中地下開采是在露天坑已經(jīng)閉坑的前提下，露天坑位于模型左上部，應(yīng)力云圖左下方應(yīng)力小于模型右下方，最大垂直應(yīng)力為１２．５８６ＭＰａ。左上存在露天坑，故數(shù)值位移小于模型右上部，最大沉降位移約２２．５ｃｍ。３兩步驟采場(chǎng)參數(shù)優(yōu)化３．１采場(chǎng)跨度參數(shù)優(yōu)化礦區(qū)中段高度為３０ｍ，采場(chǎng)垂直

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