金川构造应力场对巷道工程稳定性的影响

在研究金川矿区断层产状要素与构造应力场分布规律之间关系的基础上,定义了表征矿岩和围岩中2组优势节理面剪切滑移危险程度的破坏因子,分析了矿区沿脉方向上,由主应力方向变动引起的矿体上盘围岩中2组优势节理面上破坏因子的变化过程.计算结果给出,在矿区东部,F1产状节理面是巷道稳定的主控因素,而在矿区西部,F17产状节理面有可能成为巷道稳定的主控因素.理论分析与沿脉巷道变形破坏的现场监测结果相一致.  

金川二矿区地表开裂过程的数值模拟

基于平面应变弹塑性理论建立的有限元模型,利用死单元表示矿体采空区域的方法,数值模拟了金川二矿区1号矿体开采过程中地表裂缝形成和发展的全过程,并对地表裂缝的进一步发展作了预测,模拟得到的地表开裂时间和地表裂缝分布范围均与实际相符。通过分析采矿过程中矿区岩体的应力变化,半定量地给出了地表开裂的力学原因。  

金川二矿区上盘巷道变形破坏与水平矿柱的关系

金川二矿区采用大面积不留矿柱充填采矿法,开辟了不同标高的两个采矿平面,其间出现了横亘于上下盘之间的水平矿柱。在上盘围岩中,近年来尤以1178标高巷道破坏最严重,更浅处与更深处的巷道破坏较轻。在考虑构造应力场和采矿扰动的基础上,建立了分析各标高沿脉巷道与水平矿柱之间耦合影响的二维有限元模型。模拟发现,穿脉向应力集中程度越来越高的水平矿柱对上盘围岩中巷道有"抵顶作用",是造成1178巷道严重破坏的关键因素;从2005年开始,随着水平矿柱各盘区屈服破坏状态的来临,"抵顶作用"将迅速衰减,所以2006年准备建设的1158巷道的变形破坏程度会较轻,这一预言已得到现场观测的初步证实。  

金川矿区原岩应力场与软弱层带构造的关系

受青藏高原持续隆起的影响，处于一对区域性共轭断层之间的龙首山断块强烈抬升。F₁深大断层为共轭断层中的2断层之一，整个矿区就位于F₁西南面的影响区域之中。龙首山断块中纵横分布着2个断层系统，因受其影响，矿区岩体中发育出2组优势节理面。对一个断层活动性较强的区域，其中的断层和岩体节理面相对于地应力场而言，应该接近临界滑移状态。根据实测的金川矿区地应力资料和实测的岩体节理面间的摩擦系数，计算给出岩体节理面间的摩擦力水平确实约等于最大静摩擦力，力学计算与地学观点取得一致，可见在金川矿区，软弱层带构造对地应力的积累程度和分布状态起着决定作用。  

金川二矿区3D初始应力场的数值模拟

金川二矿区处于复杂初始应力场中，该初始应力场由重力场和两个方向的构造应力场组成。应用ANSYS软件给出了金川二矿区复杂初始应力场的详细模拟过程，提供了一种保持应力梯度的复杂3D初应力场的模拟方法，解决了一直长期困扰分析工程师的课题。模拟方法对有关岩土工程中3D地应力场的处理有重要参考价值。