基于离散元法的某矿山开采围岩动态力学响应特征研究

来源：黄金科学技术杂志2025年第5期北京时间：

作者：邱加冬, 黄芮, 宋丽霞, 朱忠华

单位： 新疆雪峰科技集团股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000, 河南理工大学能源科学与工程学院，河南 焦作 454000, 南华大学资源环境与安全工程学院，湖南 衡阳 421200, 核工业北京化工冶金研究院，北京 101149

摘要：为研究深部环境下爆破扰动对采场围岩的影响，基于离散单元法平台PFC3D和南方某硬岩矿山工程现状，构建深孔分段凿岩深部采场数值模型，并设置了5排扇形炮孔，开展了延期爆破数值仿真试验研究。研究结果表明：不同区域的围岩受多排爆破活动影响而产生的动态力学响应特征不同。采空区两帮围岩颗粒振动速度随炮孔排距的增大呈先增大后减小的趋势；采空区顶板振动在排距超过1.5 m时会显著降低。采空区左帮、台阶面及顶板则在爆破扰动下易发生变形损伤累积，采空区右帮损伤较小。现场试验表明，围岩顶板存在较大围岩冒落风险，左帮局部区域存在明显损伤，与仿真试验结果相似。本研究可为深部矿山爆破扰动引起的围岩损伤分析提供科学依据，并为类似工程提供实践指导。

关键词：硬岩矿山,爆破扰动,数值仿真,动力响应,围岩损伤

基金资助：国家自然科学基金项目“考虑热诱导效应的裂隙岩体水力剪切增透机制”(52304091),中国博士后基金面上项目“交变荷载下深部热储层天然裂隙剪切—渗流机理”(2023M741047),湖南省教育厅优秀青年项目“遍布节理岩体深埋隧道钻爆开挖下动力响应特征及岩爆机理”(22B0427)