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岩石力学与工程学报

２００４年

架山采空区，切顶与矿柱崩落法的具体体现是，在

Ｗ１４６线至Ｗ１３９－－一Ｗ１４０线间，利用大型弱面或冒落

松石带，崩倒极限悬顶跨度内的矿柱，使项板自然

冒落：在Ｗ１４２线附近，爆破切顶，并崩倒极限悬顶

跨度内的矿柱，使顶板自然冒落：在Ｗ１４３线附近及

北部，直接崩倒极限跨度内的矿柱，使顶板自然冒

落。

４采空区处理的参数分析

４．１

ＡＮＳＹＳ有限元分析方法选择

选取Ｗ１４３线，二维计算模型为６００

ｍｘ２５０ｍ。

因为采空区中除分布有一个１１５

ｍ×３０～５０ｍ的矿

柱（沿矿体走向长ｌ

１５

ｍ）＃ｌ－，其余均为间断分布的不

规则的（２－－一６）ｍ×（２－－一６）ｍ的矿柱。应用平面应变模

型，假设空区内仅有大矿柱，其余均采空。网格剖

分见图１。三维计算模型为６００

ｍｘ２５０ｍｘ２５

ｍ，其

中，走向长为２５ｍ，小矿柱沿走向方向的矿柱间距

假定为２０ｍ（即每一边各采空１０ｍ），中间布置沿走

向长５

ｍ的矿柱，大矿柱沿走向取模型的全长。网

格剖分见图２。

图１

未处理采空区的二维网格

Ｆｉｇ．１

Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｓｈｏｆｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎ

ａｔ

ｕｎｄｉｓｐｏｓｅｄ

ａｂａｎｄｏｎｅｄ

Ｍｏｐｅ

图２未处理采空区的三维网格

Ｆｉｇ．２

Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｓｈｏｆｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎ

ａｔ

ｕｎｄｉｓｐｏｓｅｄ

ａｂａｎｄｏｎｅｄｓｔｏｐｅ

采用位移边界条件，应用弹塑性非线性有限元

二维、三维程序分别分析了未处理采空区的应力、

位移分布，见图３～８。

由图３～８可见，二维分析的地表岩移与破坏

不符合实际，三维分析则能较好地吻合实际。主要

图３二维分析的拉应力等值线

Ｆｉｇ．３

Ｔｅｎｓｉｏｎｉｓｏｌｉｎｅｄｉａｇｒａｍｏｆｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ

ａｎａｌｙｓｉｓ

图４二维分析的压应力等值线

Ｆｉｇ．４

Ｐｒｅｓｓｕｒｅ

ｉｓｏｌｉｎｅ

ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ

ａｎａｌｙｓｉｓ

图５二维分析的位移分布等值线

Ｆｉｇ．５

Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ

ｉｓｏｌｉｎｅ

ｄｉａｇｒａｍ

ｏｆｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ

ａｎａｌｙｓｉｓ

图６三维分析的拉应力等值线

Ｆｉｇ．６

Ｔｅｎｓｉｌｅ

ｓｔｒｅｓｓｉｓｏｌｉｎｅ

ｄｉａｇｒａｍ

ｏｆ

ｔｈｒｅｅ

ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ

ａｎａｌｙｓｉｓ

　

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