地下采矿引起地表塌陷离散元PFC2D数值模拟研究

摘要：

采用离散元PFC2D建立了地质剖面颗粒流模型,研究了矿体开采过程中上覆岩层裂缝形成与发展过程,揭示上覆岩层逐渐垮塌崩落的机理.结果表明,随着矿体的开采,裂隙不断向上发展,裂隙数增加.开采矿体后形成的采空区造成了上覆岩层的拉裂-剪裂破坏,岩层中不断有新生裂缝产生.上覆岩层主要以拉裂缝发展为主,在拉裂缝发展区域两端产生部分剪破坏裂缝,在空区两端已经出现向上发展的裂缝集聚,是空区顶板逐渐垮塌崩落的征兆.开采第 3 分层和第 4 分层矿体后,出现了局部顶板垮塌现象,且垮塌崩落逐渐发展为整个采空区顶板垮塌,最终垮塌崩落至地表,在地表初步形成一个小塌陷坑.塌陷坑发展过程依据裂隙数可细分为平稳发展时期、缓慢发展时期、快速发展时期和结束发展时期,揭示了井下矿体开采致使上覆岩层拉裂-空区两端剪裂-整体垮塌崩落的形成机理.

关键词：采矿工程、地质灾害、地表塌陷、数值模拟、离散元PFC2D

所属期刊栏目：43

分类号：TD325(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;重庆市博士后研究项目

在线出版日期：2023-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：30-34