Vol.28 No.6 韩放等：露天转地下开采岩体稳定性三维数值模拟 513。 增加较缓，采面后方500m覆岩水平位移趋于稳 定.图中表明，采空区上覆岩体自下而上（冒落带 以上)垂直位移逐渐减小、水平位移逐渐增大，边 -5 坡处水平位移最大为2698cm,但仍小于它的垂 -10 直位移(31.7cm).由垂直位移图可以看出，下位 -◆一5m 米-25m 岩体位移大于上位岩体位移，说明上覆岩体已产 45m 3无现山山4 -20 -e-75m 生离层现象 25 e-105m 一边坡 04 300 -2000200400600800 -5 作面距测点距离/m -0 图9采区覆岩水平位移 -15 -20 ◆-5m Fig 9 Horizontal displacement of the roof strata 2 米-25m above the mining panel -30 -45 m e-75m -35 23.3破坏场分析 日-105m En66060060568000600000 40 边坡 图10和图11是剖面岩体破坏场情况.由图 -200 0 200400 600 800 可见，地下开采是在边坡局部曾经发生破坏的情 1工作面距测点距离/m 况下进行的，该破坏带呈圆弧型，从坡脚处向坡体 图8采区覆岩垂直位移 内部扩展，采区位于破坏带下部.由于露天开采 Fig 8 Vertical displacement of the roof strata 的影响，岩体卸载主要发生剪切破坏，靠近边坡处 above the mining panel 局部发生拉伸破坏. None tengon-p ear-n lension-n shear tension- ca-p hear-p tension-p ension-n shear-p tension-p tension-n tension-p c115o0-P 图10地下开采前剖面破坏场分布 图11地下开采后制面破坏场分布 Fig 10 Failure zones before underground mining Fig.11 Failure zones after underground mining 图12和图13显示，当工作面推进至该剖面 生剪切破坏，破坏带直通边坡表面.采空区四周 时，采空区上部围岩至边坡处剪切应变增量和剪 围应力达到岩体抗拉强度造成岩体的拉伸破坏. 切应变率较大，分别达到3.67×107和2.5× 上部拉破坏区与边坡处拉破坏区相连.综合前面 107s1,说明当工作面推过时，采空区上部围岩 对采空区上部不同深度围岩相对位移的分析可 卸荷，由于在不同方向岩体卸荷不均匀造成应力 知，采空区上覆岩体垮落. 差，从而剪应力变大.当达到岩体强度极限时发增加较缓, 采面后方 500 m 覆岩水平位移趋于稳 定.图中表明, 采空区上覆岩体自下而上( 冒落带 以上) 垂直位移逐渐减小、水平位移逐渐增大, 边 坡处水平位移最大为 26.98 cm, 但仍小于它的垂 直位移( 31.7 cm) .由垂直位移图可以看出, 下位 岩体位移大于上位岩体位移, 说明上覆岩体已产 生离层现象. 图 8 采区覆岩垂直位移 Fig.8 Vertical displacement of the roof strata above the mining panel 图 9 采区覆岩水平位移 Fig.9 Horizontal displacement of the roof strata above the mining panel 2.3.3 破坏场分析 图 10 和图 11 是剖面岩体破坏场情况.由图 可见, 地下开采是在边坡局部曾经发生破坏的情 况下进行的, 该破坏带呈圆弧型, 从坡脚处向坡体 内部扩展, 采区位于破坏带下部 .由于露天开采 的影响, 岩体卸载主要发生剪切破坏, 靠近边坡处 局部发生拉伸破坏. 图 10 地下开采前剖面破坏场分布 Fig.10 Failure zones before underground mining 图 11 地下开采后剖面破坏场分布 Fig.11 Failure zones after underground mining 图 12 和图 13 显示, 当工作面推进至该剖面 时, 采空区上部围岩至边坡处剪切应变增量和剪 切应变率较大, 分别达到 3.67 ×10 -7 和 2.5 × 10 -7 s -1 , 说明当工作面推过时, 采空区上部围岩 卸荷, 由于在不同方向岩体卸荷不均匀造成应力 差, 从而剪应力变大.当达到岩体强度极限时发 生剪切破坏, 破坏带直通边坡表面.采空区四周 围应力达到岩体抗拉强度造成岩体的拉伸破坏. 上部拉破坏区与边坡处拉破坏区相连.综合前面 对采空区上部不同深度围岩相对位移的分析可 知, 采空区上覆岩体垮落 . Vol.28 No.6 韩放等:露天转地下开采岩体稳定性三维数值模拟 · 513 ·