崩落采矿中岩石断裂的简化模拟途径Block Cave

1 引言

随着全球露天开采转入地下开采项目的增多，崩落采矿法特别是块体崩落法(block caving)的研究受到特别重视，基于最近的总结，更新了数据集Caving Mining，这个数据集目前共有81篇相关文献，其中推荐系统化论述崩落采矿的文献----Dr. Dennis Laubscher写的《A Practical Manual On Block Caving (2000)》。

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这个笔记简要讨论了崩落采矿的模拟途径，特别介绍了崩落采矿岩石断裂的简化模拟方法Block Cave命令。

2 崩落采矿的模拟途径

目前，崩落采矿的模拟途径有两类：一类是基于连续介质理论的IMASS应变软化途径；另一类是基于离散介质理论的粘结块体(BBM和RBlock)途径。

(1) IMASS本构模型是基于初始的CaveHoek本构模型发展起来的应变软化模型，考虑了峰值强度后各种力学指标的弱化，能够模拟崩落采矿岩石破碎的全过程。

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(2) 粘结块体模型是离散元模型，在3DEC中以BBM表示，在PFC中以Rblock表示，经验显示Rblock比BBM的模拟效果好。

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(3) 岩石破碎估计。无论是使用BBM还是RBlock，都可以计算岩石破碎的定量指标，这对崩落采矿来说，是一个非常有趣的研究方向。

岩石破碎(Rock Fragmentation)的数值模拟(block fragment compute)

3 Block Cave命令

与上面所述的模拟途径不同，UDEC提供了一种非常简化的方法block cave来模拟崩落采矿过程中岩石的断。默认的崩落区域材料假定为Mohr-Coulomb材料。当用户指定的块体屈服达到设置的百分比时，块体内的应力就会被重置为零。也可以指定新的材料属性号和本构模型。block cave共有5个关键字：

(1) block cave list---列出块状崩落的设置，显示当前用于模拟崩落的设置。

(2) block cave model---设置材料编号n。如果不设置此值，本构模型将保持默认值Mohr-Coulomb模型。

(3) block cave material---分配材料编号n。如果不设置此值，材料编号将保持不变。

(4) block cave percent---设置块体内以触发变化而必须破坏的单元百分比。

(5) block cave zero---这是一个布尔操作。当超过百分比时，应力为零。如果不使用这个开关，应力将不会被改变。默认是off。