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金属矿山 ›› 2022, Vol. 51 ›› Issue (02): 29-35.

• 采矿工程 • 上一篇    下一篇

基于 PFC2D 的落矿组拱力学特征数值模拟研究

井伯祥1 陈超2   

  1. 1. 郑州商学院建筑工程学院,河南 郑州 451200;2. 华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210
  • 出版日期:2022-02-15 发布日期:2022-03-17

  • Online:2022-02-15 Published:2022-03-17

摘要: 针对崩落法放矿过程中矿块组拱阻塞问题,采用 PFC2D 离散元数值模拟软件,对不同颗粒级配下的矿 石散体在落矿过程中产生组拱现象及其力学性质进行了研究。 研究表明:颗粒级配对于组拱现象的影响是矿石散体 中大颗粒占比高于 40%时,组拱现象发生,并且随着大颗粒占比的增加,组拱发生的概率和稳定性随之提高。 通过对 保安矿柱斜面应力的监测,在进路完整出矿过程中,应力先减小后增加,应力减小阶段为纯矿石铲出阶段,应力增加 阶段为废石混入阶段,当出现组拱现象时,形成不稳固、中等稳固、极稳固 3 种状态组拱结构,其形成时间节点依次提 前。 通过对散体内部颗粒间接触应力的监测,进路出矿对于上部的应力有卸荷作用,正常出矿状态下,应力峰值位于 保安矿柱上部区域,当组拱结构形成之后,峰值下移至组拱结构处,由于组拱形成时间节点的不同,造成上覆矿岩散 体剩余量不同,随着组拱结构稳固性的提高,组拱处的接触应力也逐渐增加,而无组拱进路的出矿工序也会对组拱进 路上方的放矿椭球体产生影响,使其逐渐向无组拱进路发生倾斜,直至椭球体瓦解。

关键词: 矿石散体 , PFC , 组拱阻塞 , 崩落法