矿体回采爆破对覆压铁路安全性的数值模拟研究

摘要

针对某矿山Ⅰ-1矿体矿房爆破时爆破振动对铁路安全的影响，通过数值计算的方法建立矿体和铁路路基的数值模型进行安全评估，判断既有铁路路基及车站是否安全。根据矿房1、2的位置关系，在临近的铁路路基上设置1-1、2-2、3-3剖面来监测铁路路基的动态响应情况，通过计算分析路基的振动速度以及各监测剖面的应力、应变。经分析可知，铁路路基的最大振动为矿房1爆破时产生的，最大振动点位于1-1剖面的铁路路基下部，最大合速度为3.412 cm/s,三向最大速度为3.392 cm/s,为Y方向。而车站产生的振动最大值为矿房2爆破导致的，车站合振速的最大值为0.02005 cm/s,为铁路路基底部振速。矿房爆破导致的铁路路基以及车站的振动速度均小于爆破安全允许振速。矿房1爆破时，1-1剖面出现应力最大值，最大主应力最大值为8108.17 Pa,最小主应力最大值为12409.1 Pa,最大剪应力值为5955.34 Pa,所有应力值均不会导致路基出现破坏现象。而矿房2爆破时，路基的2-2剖面产生的应力值最大，但最大应力值均小于矿房1爆破时1-1剖面路基所产生的应力值。路基和车站在矿房爆破作用下产生的最大剪应变值为2.58×10^-4 ε,由于车站距离较远，因而产生的应变值非常小，在此情况下，路基和车站不会产生明显的变形。

关键词

矿山爆破 / 爆破振动 / 铁路路基 / 数值模拟 / 安全分析

基金资助

国家自然科学基金(51904177)