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第 3 3卷第 4 期 2 0 1 1年 O 4月 武汉工程大学学报 J ． W u h a n I n s t ．Te c h ． Vo 1 ． 33 Apr ． N O ．4 2O1 1 文章编号 1 6 7 4 2 8 6 9 2 0 1 1 0 4 0 0 4 6 0 4 地下开采岩层变形相似材料模拟的数值试验 肖 胜祥 ， 陈清 运 1 ． 新 疆和合 矿 业有 限责任公 司 ， 新疆 和静 8 1 3 2 0 0 ； 2 ． 武汉工程 大学环境 与城 市建设 学 院， 湖北 武 汉 4 3 0 0 7 4 摘要 在金山店铁矿东区浅部开采岩层 变形相似材料 物理模拟 的基础 上 ， 结合 3 4 剖面工程地质 特征建立 了深部开采 的 F L A C数值分析模型． 随后 ， 依据一5 5 0 m水平开挖时相似材料物理模拟的地表变形实测值 ， 采 用 B P神经网络和遗传算法等手段对相似材料力学参数进行了优化 ， 构建 了深部 开采相似材料模 拟数值试验 模型． 以该数值试 验模 型对金山店铁矿深部开采岩层变形规 律进行 了研究 ， 结果 表明 进人 深度开采后 ， 上盘 岩层移动角趋于 5 8 。 ， 下盘岩层移 动角趋 于 6 3 。 ． 这种研究方法不仅节省了做相似材料 物理模拟试 验的费用和 时间， 而且误 差可以控 制在 5 的允许范 围内 ， 其结果对深部开采地表征地和搬迁具有重要的参考价值． 关键词 深部 开采 ； 岩层变形 ； 相似材料模拟 ； 数值试验 中图分类号 TD 3 2 5 文献标识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 6 7 4 2 8 6 9 ． 2 0 1 1 ． 0 4 ． 0 1 2 1 工 程 地 质概 况 金 山店铁 矿 以 中央 主 井 为 界 将 矿 区 分 为 东 、 西两个 采 区 ， 东 区是 目前 主要 采 区． 矿 区 内地 层 与 岩 性 较 简 单 ，主 要 为 三 迭 系 中、上 统 蒲 圻 群 T 一 砂 页岩 ， 三迭 系 中统 T 及 三迭 系 下统 大 冶群 第 七段 T i 灰 岩 、 白云 质 灰 岩 和第 四系． 由 于受热 力 变 质作 用 影 响 ， 近 矿 砂 页 岩 变 质 为 角 页 岩 ， 灰 岩和 白云 质 灰 岩 分 别 变 质 为 大 理 岩 和 白云 质大理 岩． 东 区 内可 见 三 条 相 互 平 行 排 列 的主 干 断层 F 、 F 。 和 F ， 近东 西走 向 ， 其 次 还 有层 问 滑 动破碎 带 和成 矿 后 形 成 的挤 压 破 碎 带． 断 裂 破 碎 带宽 1 5 ～3 5 m， 成矿 后挤 压破 碎带 宽约 7 ～ 1 5 m， 层 间滑 动破碎 带产 状 与地 层 产状 相 一 致． F 与 F 断层之 间所 围区域 近似 纺锤体 ， 3 4线 附 近最 厚 ， 平 均间距 1 3 7 m， 最大 1 9 2 m， 最小 1 0 9 m， I 、 Ⅱ号 矿 体 被包 裹其 中． 上 下 盘 围 岩 的 表 层 风 化 程 度 大 部 分 在弱 风化 含 弱 风化 以下 ， 矿 区 围 岩 的 近 矿 强 蚀 变与 远 离 矿 体 的弱 蚀 变 普 遍 存 在 且 具 有 多 样 性 ． I 、 Ⅱ号矿体 是 东 区 的两 个 主 要 矿体 ， I号 矿 体 位于 Ⅱ号 矿 体 上 盘 ， 两 者在 剖 面 上 呈叠 瓦状 排 列 ， 相 距 1 0～ 1 2 0 m， 赋 存 标 高 为 7 0 m ～ 一 7 1 9 m．工号 矿 体 隐 伏 于 地 下 ， 矿 体 形 态 呈似 层 状 ， 具 有 上 薄下 厚 、 东 厚西 薄 的变 化 特 征 ， 其 厚 度 为 2 0 8 0 m， 平 均 2 7 ． 1 8 m． 在 3 O ～3 8线 间 矿体 产 状为 1 7 8 。 5 0 。 ～7 6 。 ， 平 均 倾 角 为 6 5 。 ， 上 陡 下 缓 ； 3 8线 以东 为 2 0 3 。 4 8 。 ～ 7 5 。 ， 平 均倾 角 为 5 5 。 ， 矿 体在平 面 上 呈 一 向南 凸 出 的弧 形 条 带 状 展 布 ． Ⅱ号 矿 体 在 2 6 ～ 3 4线 间 出露 地 表 ， 具 有 上 薄 下 厚 ， 东厚西 薄 的变化 特征 ， 矿体 厚度 1 0 ～1 5 0 m， 矿 体 形态较 I号 矿 体 复 杂 在 剖 面 上 ， 3 0线 以西 及 4 2线 以东为 脉状 ， 3 2 ～3 6线 呈 弯 弓 形 ， 3 8 ～ 4 O线 间呈 不规 则大透 镜 状 ， 在 平 面 上 ， 一3 4 0 1 T I 标 高 以 上呈 条带 状 ， 一 3 4 0 m 标 高 以 下 呈 半 月 形 或 透 镜 体． 矿 区内主要 有基 岩 地 表风 化 裂 隙一 第 四系孔 隙含 水层 上层 与 深部 闪长岩 侵 入 接触 带 构造 裂 隙含 水带 下 层 两 个 主 要 含 水 层 ， 各 具 有 独 立 的 水位 系统 ， 水力联 系 较 弱． 降水 对 上层 水 位 影 响较 大 ， 对 下层 水位 的影 响 较小 ． 地 下 巷道 疏 干 对下 层 水位 影响较 大 ， 对 上 层水 位 影 响较 小 ． 矿 区水 文 地 质条件 一般 ． 2物 理模 拟 及 数 值 试 验 模 型 的 建 立 2 ． 1 相似 材料物 理模 拟及 结果分 析 a ．试验 剖 面选择． 由于东 区 3 4线 附近 矿体 最 厚大 、 地表 分 布有 一些 重要 的建 构 筑 物 、 基本 工 程地质 条件 具 有 代 表 性 ， 因此 选 用 3 4 工 程 地 质 剖面作 为相 似材料 物 理模 拟 试 验 剖 面． 根 据 岩性 、 收 稿 日期 2 0 1 00 11 4 基 金 项 目 i 国家 自然 科 学 基 金 项 目 5 0 9 7 4 0 3 1 资 助 作者简介 i 肖胜祥 1 9 6 8 一 ， 男 ， 湖北武汉人 ， 高级工程师． 研究方 向 矿山工程地 质和采矿 工程 ． *通信联系人 第 4期 肖胜祥 ， 等 ； 地下开采岩层变形相似材 料模 拟的数值试验 4 7 强度 、 风化 、 蚀变和结构构造等工 程地质特征 ， 在 3 4 工 程地 质剖 面上 进行 围岩 工程 地 质 分 区 ， 如 图 1所示 ． 1 8 0 。 Q F F F 0 m f J ， l B l T2 3 1 ， ／ | ； I 一 1O0 |I I 8 ＼ 、＼ I I C 1 一 2 0 0 l ／ 』 C ＼ ． 3 O O ， 、 3／ ／ 『 ／ 。、 l |{ ＼ 8。 | f I D ／ F 一400 { F | ． T M b ／ C 。 f 一5 6 0 ， 4 l 1 | ／ 600 ／ c ／ 3 、c 。f 一 7 0 0 4 j O 0 ／ 4 8 O 0 4 9 0 0 5 O 0 0 5 1 0 O 图 1 东 区 3 4 剖 面 工程 地 质 特 征 及 分 区 图 Fi g ． 1 Eng i n e e r i ng ge ol o gi c a l c h ar a c t e r i s t i c s a nd z oni ng map of 3 4 s e c t i on b ．模 拟 范 围． 模 拟 开采 深度 为 一 5 5 0 I T I ， 考 虑 到 边 界 条件 对 模 拟结 果 的影 响 ， 最 后 模 拟 范 围几 何 尺寸 定 为 长 9 6 0 m， 高 7 2 0 m． c ．相似 比及相 似材料力学参 数． 为 了满足试 验 的精 度 和模 拟 范 围 的要 求 ， 并 尽 量 减 少 模 型 制 作 和相 似材 料 选 取 的工 作 量 ， 经 多 个 相 似 比方 案 的综 合 分 析 比较 ， 最后 选 定 几 何 相 似 比 C 4 0 0 ， 容 重相似 常 数 C 1 ， G 一4 0 0 ， C C 一 CR T C R c C 一4 0 0， C 一 CE Cr C 一 o c 1 ． 相 似材 料力 学参 数及 配 制见 表 1 ． d ．模型制作及 开采工艺模拟． 依据 3 4 剖 面 工 程 地质 特征 、 模 拟 范 围及 几 何 相 似 比 ， 最终 相 似 材 料平 面物 理模 型 的几 何 尺寸 定为 宽 2 4 0 c m、 高 1 8 0 c m、 厚 2 0 c m． 相 似 材 料 物 理 模 型 是 按 东 区 F 、 F 。 、 F 等 三条 较 大断 层 的实 际产状 、 位 置 、 断 层 面力 学 特性 以及 矿 体 的 产 状 进 行 制 作 ， 见 图 2所 示 ． 相似 材 料物 理模 拟 仅 模 拟 岩体 自重 应 力． 依 据 无底 柱分 段 崩 落 法 开 采 工 艺 要 求 ， 采 用 人 工 的 方 法将 矿石 一 层 一 层 采 出 以模 拟 放 顶 和 开 采 过 程 ． 放顶 从 一 2 7 0 m 高 程 开 始 ， 分 段 开 采 高 度 3 5 m， 工号矿体先采 ， 超前一个分段再采 Ⅱ号矿体． e ．试 验结 果 分 析 ． 在 物 理 模 型 地 表 布 置有 6 个 百分 表 测 点 ， 测 点位 置 见 图 2所 示 ． 为 了探 讨 充 分 采动 条 件下 岩层 移动 变形 特 征 ， 一5 5 0 m 水 平开 采 结束 后 对 物 理 模 型 的 变 形 进 行 了长 期 的 观 测 ， 4 6天后 地 表变 形才 基本 稳 定 ， 沉 陷盆 地 、 移动 范 围 十分 明显 ， 最 大垂 直 位移 达 5 ． 3 4 mm 相 当于 工 程 原 型 的 2 1 3 6 ram ， 地 表 最 大 下 沉 发 生 在 断 层 F 上盘 Ⅱ号 矿体 的地表 出露 处 ， 并 且 向上 盘移 动 ， 沉 降 曲线为 非对 称 的瓢 形． 结 果 见 图 3 _ 1 ] ． 表 1 相 似 材 料 力 学 参 数 实 测 值 及 配 制 Ta b l e 1 M e a s u r e d me c h a n i c a l p a r a me t e r s o f s i mi l a r ma t e r i a l s a n d p r e p a r a t i o n 图 2 相 似 材 料 物 理 模 拟 模 型 图 Fi g ． 2 P h y s i c a l mo d e l wi t h s i mi l a r ma t e r i a l 由于地 表 的 百 分 表 布 置较 少 而 且 过 于 集 中 ， 因此 测 得 的 数 据 有 限 ， 地 表 变 形 曲线 不 完 整． 为 此 ， 采 用 多 项 式 逼 近 方 法 ， 经 试 算 ， 当方 程 的 阶数 为 1 0时拟 合 曲线 和地 表下 沉 曲线 误 差在 2 范 围 内． 然后 ， 以拟合 曲线进 行 多项式 预 测 ， 结果 见 图 3 所示 ， 在 此基 础 上计 算 出测点 的倾 斜 率 ， 见 图 4 ． 据 此 计算 出地 表上 盘 移动 角 为 5 8 ． 4 。 ， 下 盘 移 动角 为 6 3 ． 6 。 ， 地 表 移 动 范 围 2 ． 0 5 r n 相 当 于 工 程 原 型 8 2 0 I T I ． 4 8 武汉工程大学学报 第 3 3 卷 一 1 O O 尝 暑 拟 合值与实测值 的比较 0 1 OO 20 0 ～ 一 1 拟 合 m m 7 ’ 实 测 ／ra m 3 ＼ _ ／ 一 4 ＼ 厂 一 5 ＼ 一 6 测 点距模型左边 的距 离／ c m 图 3 多项 式 拟 合 与 实 测 值 的 比较 Fi g．3 Co mp a r i s o n o f po l y no mi a l f i t a nd me a s ur e d va l ue s g 一 1 E 吕 得 菇 I ． ◆ ． ． ．． ， I ＼． 0 ． ． ＼． ． O05 0 一， 0 5 0 1 O 0 o 2 0 0 2 一 d 弋 ， 一 6 一 8 ＼ ／ 一 1 n 一 l 2 O 测 点 距 模 型 庄 边 的 距 离 ／ c m 图 4拟 合 值 的 倾 斜 曲线 Fi g． 4 Th e t i l t va l ue of c u r v e f i t t i n g 2 ． 2 相似材 料模 拟数值 试验 模型 的建 立 2 ． 2 ． 1 FL AC数 值 分析 模 型 的 建 立 原 相 似 材料物 理模 型几何 尺寸 是 按 开采 到 一5 5 0 m 水 平 设计 的 ， 进入 深部 开采 后 物 理模 型 应适 当扩 大． 模 拟 范 围 的 确 定 在3 4 工 程 地 质 剖 面 上 ， 从 一 6 9 0 m水 平矿体 上下 盘边 界 点 出发 ， 分 别 以初 拟 的岩层 移动 角 5 5 。 、 6 O 。 作 斜 线 与 地表 相 交 ， 圈定 地 表移动 范 围 ， 考虑 边 界效 应 对计 算 结 果 的影 响 ， 最 后确定计算范围为 长 1 3 0 0 m、 高 9 5 0 m， 按几何 相似 常 数 4 0 0计 ， F L AC数 值 分 析模 型几 何 尺 寸 为 长 3 ． 2 5 m、 高 2 ． 4 m． 同相 似 材 料 物 理模 型 建 立 一 样 ， 在 F L AC数 值分 析模 型 中， 依 据 3 4 剖 面 工 程 地质 条 件 ， 模 拟 了 F 、 F 。 、 F 断 层 的 性 状 ． 原 岩 应 力 采 用 自重 应 力． 采 矿 过 程 模 拟 及 计 算 方 案 放 顶 工 程 为 ⋯ 2 5 5 2 7 0 m 分 段 ， 爆 破 后 只 出 3 O 的 矿 石 然后 按 3 5 m 高 为 一 个 分 段 往 下 开 采 ， 一 直 到 一 6 9 0 m水平 为止 ． 由于顶 板 冒落 是 间 断 的 ， 放 矿 过程 是连续 的 ， 因此 崩落 围岩 并没 有 接顶 ， 而 是 存 在一定 的 空顶 距 ， 在 数 值 模 拟 过 程 中主 要 是 通 过 开挖一 定数 量 的单 元 且 不 回填 方 式 进 行 模 拟 ． 冒 落拱通 达 地 表后 ， 对 回填 的散 体 进 行 一 定 数 量 的 开挖 ， 以此模 拟地 表岩 石 的崩 落． 采 用 F I AC数值 分 析 软 件 进 行 分 析 ， 矿 体 及 围 岩 采 用 Mo h r C o u l o mb本 构 模 型 ， 散 体 采 用 弹 性 模 型．网格 划 分 单元 采 用 四边 形 单元 ， 尺 寸 为 3 C lT I 3 c m， 相 当于工 程原 型 的 1 2 m1 2 m， 单 元 数 为 1 0 8 8 2 8 8 5 6个 ． 2 ． 2 ． 2 相 似 材料 数 值 试 验 模 型 的 建 立 相 似 材料力学参数 的实测值 是小 尺寸 的 岩石力 学性 质 ， 由于模型 中增加 了断层 和 矿岩 交界 面等 弱 面 ， 因此 宏观岩体力学参数会有所减弱． 根据文献[ 2 3 ] 研究 的结果 ， 深部开 采影响地 表 岩层 变形 的敏感 力 学参 数主要有变形模量 E和结构面 c 、 值等． 以实测的 力学参数 为初值 ， 采用 正交试验方法构造 参数体系 ， 进行 F I A C数值模 拟研 究 ， 共 得到 2 5个 试验 样本 ， 其 中以前 2 O 个样本建 立神经 网络模 型 ， 然后 以后 5 个样本进 行检验． 最后 ， 根据 一5 5 0 m 水平 开采相似 材料物理模拟地 表移动变形实测值 为 目标 ， 采用 B P 神经网络和遗传算法进行寻优， 得到岩层综合岩体 力学参数最优解 ， 结果 见表 2 ． 表 2相似材料 力学参数优化结果 Ta bl e 2 Opt i mi z e d me c h a ni c a l p a r a me t e r s of s i mi l a r ma t e r i a l s 2 ． 2 ． 3 相 似 材 料 物 理 模 拟 与 相 似 材 料 模 拟 数 值 试验 的 比较 将 表 2相 似 材 料 力 学 参 数 赋 到 F L AC数值分 析 模 型 中 ， 构 建 相 似 材 料 数 值 试 验 模 型． 当开采到 一 5 5 0 m 水平 时 ， 物 理 模 拟 与数 值 试验计算的地表垂直位移结果见表 3 ． 由于数值试 验模 型在 建 立 过程 中 ， 地 表 测 点 不 是 正 好 落 在 网 格 的节点上 ， 因此 进行 了插值 ． 由表 3可见 ， 物 理 模 拟 与 F L AC数 值 模 拟 地 表测 点 的垂直 位 移相 对误 差在 5 范 围 内 ， 从 采 矿 表 3 物理模拟与数值试验 } E 较 Ta b l e 3 C omp a r i s o n o f p h y s i c al s i mu l a t i o n a n d nu me r i c a l t e s t 测 点 器 茬 相 对 误 差 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 一 4 ． O 5 4 ． 9 7 5 ．3 0 5 ．3 4 4．4 4 3 ．04 3 ． 5 3 ． 2 4 ． 2 5 ． 0 2．0 3 ． 3 第 4期 肖胜祥 ， 等 地下开采岩层 变形 相似材料模拟 的数 值试 验 4 9 工程 的角 度来 说 ， 这 个 精 度 是 可行 的 ， 因此 采 用 该 模 型进行 深 部 开 采 岩 层 变 形 预 测 ， 其 精 度 将 能 够 得 到保 障． 3 深部开采岩层 变形数 值试验 3 ． 1 地 表变 形 随开 采深 度的 关 系 根据 数值 试 验 每 一 开 挖 步 计 算 的结 果 ， 分 别 绘 制 出地 表垂 直 位 移 与 采 深 的变 化 曲线 ， 见 图 5 ． 毫 昌 蠢 增 删 3 ． 2 围岩变 形 随开 采深 度 的关 系 浅部开采 时， 围岩 中的水平位 移主要集 中在 采 空 区周 围 ， 比地 表 水 平位 移 大 ， 垂 直 位 移 主要 集 中在 F 断 层 的上 盘 ， 采 空 区周 围 的垂 直位 移 比地 表 大． 进 入 深部 开 采 后 ， 冒落 拱 到 达地 表 后 ， 水 平 和垂直 位 移 表 现 出类 似 边 坡 的破 坏 形 式 ， 下 盘 的 变 形不 大 ． 3 ． 3 地 压 随开 采 深度 的关 系 2 ． 5 2 0 1 5 一1 ． 0 一 q 5 n 0 O ～ 5 。 1 ． 0 1 5 ’ 一r， ⋯ ， 一_ r ’ 。 - - 1 I _ 一 ● - ⋯ 一、 ． 1 r’ 。 ． ＼ i-, b I 一 一 。 J r I l ， ] 一 I l ] _ _ -⋯J F ⋯ - 6 ⋯9 0 n v⋯ k z f 眷 l j c 擘 『 x 1 0 r 、 测点 距 4 9 0 0 线的距 离／ ram 图 5地表垂直位移 与采深的关系 曲线 Fi g． 5 Ve r t i c a l s u r f a c e d i s p l a c e men t a nd mi ni ng de pt h 据此 计算 出各 测 点 的 垂 直 变 形 ， 以倾 斜 率 为 判 据 确定 每一 个 开 挖 步 的 地 表 移 动 临 界 点 ， 计 算 上 下 盘移 动角 ， 结果 见 图 6 ． 一 1 0 0 9 0 开 采 椿 度／ 图 6 地 表 移 动 角 与 开 采 深 度 的 关 系 曲 线 Fi g．6 Sur f a c e mov e me nt a n gl e an d mi ni ng d e pt h 在 放顶过 程 中 ， 地 表 垂 直 位 移 和 水 平 位 移 都 很小 ． 地 表变 形 主 要发 生 在 F 和 F 断层 之 间 ， 最 大水 平 位 移 为 0 ． 0 1 9 9 5 i l l m 相 当 工 程 原 型 7 ． 9 8 ram ， 发 生 在 F 断 层 的 下 边 界 ， 最 大 垂 直 位 移为 0 ． 0 0 7 1 ram 相 当工 程 原 型 2 ． 8 4 ram ， 发生 在 F 断层 的 上 盘 Ⅱ矿 体 出露 处 ． 在 此 范 围之 外 ， 地 表 变形很 小 ， 不 会 对 地 表 建 构 筑 物 的安 全 构 成 威胁 ， 这 阶段 的地 表变 形 以断 层 面移 动为 主． 开采到 ～5 5 0 m 水平 时 ， 地 表移 动变 形 和破坏 已经很 剧烈 ， 最 大垂 直位 移 为 5 ． 6 1 1 T I IT I 相 当工 程 原 型 2 2 4 4 ram ． 上 盘移 动 角 为 5 8 ． 1 4 。 ， 下盘 移 动 角超 过 了 6 3 。 ． 进入 一5 5 0 m 以下水 平开 采 时 ， 随着 开采 深度 增加 ， 上 盘岩 层 移 动 角 趋 于 5 8 。 ， 下 盘 岩 层 移 动 角 趋于 6 3 。 ． 由于 一5 5 0 m 以下 Ⅱ号 矿 体 逐 渐 变 窄 而 尖灭 ， 且 矿 体进 入 深 部 后 倾 角 变 缓 ， 因 此 ， 进 入 深 部开 采后 下 盘 地 表 移 动 将 逐 渐 减 弱． 进 入 深 部 开 采后 ， 地 表最 大下 沉 点 向 上盘 移 动 ， 地 表 最 大 垂 直 位 移 发生在 三个 断 层 附近． 进入深部开采后 ， 随着开采深度 的增 加 ， 地压 影 响 范 围 明 显 增 大 ， 上 盘 的 地 压 影响区域 比下 盘要 大 ， 冒落 拱通 达地 表 后 ， 在 采 区周 围 出现 一定 范 围 的应 力 降 低 区 ， 随后 过渡 到应 力增 高 区． 开采 到 一3 4 0 1 T I 水 平 时 ， 围岩 塑 性 变 形 区一般 ， 破 坏 主要 发 生 在 I号 矿 体 的 上 盘和 F 4 断层 处 ； 开 采 到 一 5 5 0 1T I 水 平 时 ， 围岩塑 性 变形 区进 一 步 加 大 ， 在 地 表 和 围 岩 中可 以看到 明 显 的 破 坏带 ， 下 盘 的破 坏 主要 向 Ⅱ矿体 的倾 斜 方 向发 展 ， 上 盘地 表 已经发 生严 重 的 崩 落 破 坏 ； 开 采 到 一 6 9 0 m 水 平 时 ， 上 盘 的破坏 范 围加 大 ， 上 盘地 表 崩落 加剧 ． 4 结 语 通 过对 金 山店铁 矿 东 区深 部 开采 典 型剖 面 的 数值 试验 研究 ， 得 到 如下 结论 a ．基 于 3 4 剖 面浅 部开 采 岩层 变 形 的相 似 材 料物 理模 型 ， 而 建 立 的 深 部 开 采 岩 层 变形 相 似 材 料数 值试 验 模 型 ， 解 决 了 重 新 建 立 相 似材 料 物 理 模 型研 究 深部 开采 岩 层变 形 问题． b ．基 于 相似 材 料 模 拟 数 值 试 验 模 型 ， 对 金 山 店 铁 矿 东 区深 部 开采 岩 层 变 形规 律 的研 究 结 果表 明 ， 进入 一5 5 0 m 以下 水 平 开采 时 ， 随 着 开 采 深度 增加 ， 上盘 岩 层 移 动 角 趋 于 5 8 。 ， 下 盘 岩 层 移 动 角 趋 于 6 3 。 ， 下 盘地 表移 动变 形 将逐 渐减 弱 ． 参考 文 献 E l i 中科院武汉岩土力学研究所 ， 金 山店铁矿． 金山店铁矿 东区地下开采地表变形规律及控制对策研究报告 E R E ． 武 汉 中科 院武 汉 岩土 力学 研 究所 ， 2 0 0 0 2 6 33 1 7 ． [ 2 ] 陈清运 ， 杨从兵 ， 王水平 ， 等． 无底 柱分段 崩落 法开采 上覆岩 层 力 学 参 数 研 究 [ J ] ． 武 汉 工 程 大 学 学 报 ， 2 01 0． 3 2 7 6 570 ． [ 3 ] 陈清运 ， 杨从兵 ， 王水平 ， 等． 金 山店 铁矿 东 区崩 落法 开采岩层移动变 形规律研究E J ] ． 金 属矿 山 ， 2 0 1 0 7 1 4。 7 O． 下 转 第 5 3页 第 4期 安盼龙 ， 等 内建 电场对纳 构半导体功 函数 的调制 5 3 M 0 d u l a t i o n o n wo r k f u nc t i o n o f na n o - s e mi c o n du c t o r ma t e r i a l b y b u i l t i n e l e c t r i c f i e l d AN P a ， 1 ． 1 o n g ～，ZHAORu i j u a n 。 ，XULi p i n g。 ，Y ANG Y a n。 1 _ Na t i o n a 1 Ke y L a b o r a t o r y f o r E 1 e c t r o n i c M e a s u r e me n t T e c h n o l 。 g Y，No ah Un i v e r s i t y o f C h i n a ，T a i y u a n 0 3 0 0 5 1 ，C h i“ ； 2 ． Ke y L a b 。 r a t 。 r y。 f I n s t r u me n t S c i e n c e＆ Dy n a mi c Me a s u r e me n t ，No r t h Un i v e r s i t y。 f Ch i n a ’Ta i y u a n O 3 0 0 5 l ’ch i m ； 3 ． S c h o o 1 o f Sc i e n c e ，No r t h Un i v e r s i t y o f Ch i n a，Ta i y u a n 0 3 0 0 5 1，Ch i n a Ab s t r a c t I n t hi s p a pe r ， t he c o nd i t i o n a nd me t h od s o f n a no s e mi c o nd uc t or bu i l t i n e l e c t r i c f i e l d we r e a n a l yz e d i n t he o r y ． The wo r k f un c t i on of s e m i c o ndu c t or s wa s t h e n c o nt r o l l e d b y t he mod ul a t i o n o f b u i l t i n e l e c t r i c f i e l d s ，a n d t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n b u i l t i n e l e c t r i c f i e l d a n d wo r k f u n c t i o n we r e c a r r i e d ou t f i n a l l y ． The s i m ul a t i o ns o f t hi s wo r k p r ov i d e g o od s up po r t f or me s o ph ot oe l e c t r i c e f f e c t a nd t he f a br i c a t i o n of m e s o o p t o e l e c t r o ni c d e v i c e s ． Ke v w0 r d s b u i h i n e l e c t r i c f i e l d；h e t e r o j u n c t i o n；q u a n t u m we l l ；wo r k f u n c t i o n；me s o p h o t o e l e c t ‘ e f f e c t 本 文 编辑 龚 晓 宁 上接 第 4 9页 S t u d y o n nu me r i c a l t e s t b a s e d o n s i m i l a r m a t e r i a l p h y s i c a l mo de l i ng f 0 r r o c k d e f o r ma t i o n XI AO S h e n g q i a n g ，CHEN Qi n g 。 y u n 。 1 ． Xi n j i a n g He h u o Mi n e r a l a n d C o mp a n y ，Lt d ．W I S CO，He j i n g 8 1 3 2 0 0，Ch i n a ； 2 ． S c h o 0 1 o f En v i r o n me n t a n d Ci v i l En g i n e e r i n g，W u h a n I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g y ，W u h a n 4 3 0 0 7 4’Ch i n a Ab s t r a c t FLAC nume r i c a l m o dl e o f d e e p m i n i ng wa s e s t a bl i s he d wi t h e ngi ne e r i n g ge o l o gi c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f 3 4 s e c t i o n， b a s e d o n s i mi l a r ma t e r i a l p hy s i c a l mod e l f or r oc k d e f or ma t i o n d ur i n g s h a l 1 o w mi n i n g i n t h e e a s t o f J i n s h a n d i a n I r o n o r e ． S u b s e q u e n t l y ，a c c o r d i n g o n s u r f a c e d e f o r ma t i o n o f Dhy s i c a l e x c a v a t i on mod e l at一 55 0 m l e v e l ，m e c h a ni c a l pa r a me t e r s o f s i m i l a r ma t e r i a l we r e o pt i m i z e d b v me a n s 0 f B P n e u r a 1 n e t wo r k s a n d g e n e t i c a l g o r i t h ms ． Ro c k d e f o r ma t i o n o f d e e p mi n i n g wa s s t u d i e d ba s e d o n t hi s mod e ． The r e s u l t s i nd i c a t e d t ha t r oc k m o v e m e nt a ng l e of t h e u ppe r pl at e a nd l o we r pl a t e t e n de t o 5 8 a nd 6 3 。du r i ng d e e p mi n i n g． U s i ng t hi s t r e a m e nt m e t ho d，no t o nl y t he c os t a nd t i m e of s i m i l a r ma t e r i a 1 s p hys i c a 1 mod e l we r e s a v e d， bu t a l s o e r r o r c o ul d be c ont r o l l e d wi t h i n 5 o f t he a 1 1 owa b l e r a ng e， t h e r e s ul t s ha s i m p or t a n t r e f e r e n c e v a l ue f or l a nd a c q ui s i t i o n a nd r e l oc a t i o n o f d e e p m i n i ng ． Ke y wo r d sde e p m i n i ng；r oc k d e f or ma t i o n；s i mi l a r ma t e r i a l m o d e l i ng；nu m e r i c a l t e s t 本文 编辑 龚 晓 宁