1. 引言
第10届深部和高应力采矿国际会议(10th International Conference on Deep and High Stress Mining)将于下周2024年9月24日-26日在加拿大蒙特利尔(Montreal, Canada)举行，过去9届会议的举办地点在澳大利亚、加拿大、南非和智利。
2. IMASS模型
IMASS代表着Itasca Constitutive Model for Advanced Strain Softening，它是Itasca咨询公司发展的高级应变软化模型，用来表示岩体开挖引起围岩应力变化的反应。IMASS表示了边坡、崩落、矿柱、空场和其它开挖围岩的损伤程度，通过连续计算岩体从完整的、节理化的和/或脉状岩石到离散的、块状的材料的渐近破坏和解体。IMASS起源于自然崩落采矿法的采矿进程研究，以经验关系式Hoek-Brown准则为基础，使用应变和单元相关的属性，反映了岩体发生塑性变形时体积变化的影响。基于先前发展的CaveHoek本构模型，IMASS能够确切模拟复杂应力路径下的岩石质量行为，特别是脆性岩石行为。
IMASS的主要特性有：
(1) 双重软化行为：IMASS模型包含两个软化包络，分别代表岩体在达到峰值强度后的损伤和随后的扰动。这一特性对于准确描述地下及地表采矿应用中的岩体后峰值行为至关重要。
(2) 应变依赖性：IMASS模型使用应变依赖的材料属性，随着应变的增加，岩体强度会逐渐降低到某一残余水平。
(3) 适用范围广泛：该模型可用于模拟边坡、矿柱、空场等多种开挖形式的岩体反应，尤其是在崩落采矿法中展现出其独特优势。
3. IMASS模型在崩落采矿中的应用
这6篇关于IMASS模型的论文其中有5篇来自Itasca，另外1篇来自Glencore and ESG。
(1) Evaluation of alternative mining sequences with consideration of barrier pillar placement at LKAB Kiirunavaara mine. (评估在 LKAB Kiirunavaara 矿考虑隔离柱布置的采矿顺序) (Itasca Sweden) 【据称是世界上最现代化的地下铁矿---Kiruna mine；MassMin 2024 ---大规模采矿项目(Mass Mining Projects) [1]】
(2) An overview of numerical modelling in forecasting infrastructure stability and ground support behaviour applied to cave mining. (应用于崩落采矿基础设施稳定性和地层支护行为预测数值的模拟概述) (Itasca USA) 【水力压裂在崩落采矿中的应用(hydraulic fracturing in cave mining)】
(3) Numerical model calibration of fault properties using seismic moment for a deep underground mine. (利用地震矩校准深部地下矿断层特性的数值模型) (Itasca Canada)【堤坝地震变形(Seismic Deformations of Tail ings Dam)的分析指南】
(4) Model calibration and seismic potential vulnerability assessment with the mining rock mass seismicity model. (采矿岩体地震模型的模型校准和地震潜在脆弱性评估) (Itasca Australia)【矿井地震学新进展(mine seismology)】
(5) Effects of yielding pillars and chevron sequences on convergence and released energy in sublevel cave mining. (屈服岩柱和楔形序列对分段崩落开采中的会聚和释放能量的影响) (Itasca Sweden)【选择合适的地下采矿方法(Selecting suitable underground mining methods)】
(6) Evolution of fault-related seismic behaviour at Nickel Rim South Mine. (Nickel Rim South矿断层相关地震行为的演变) (Glencore and ESG, Canada)【深部和高应力采矿: 采矿诱发的地震 (mining-induced seismicity)】
4. 总结
IMASS是由Itasca咨询公司开发的一种高级应变软化模型，旨在模拟岩体在开挖引起的应力变化下的反应。该模型通过两个软化(或残余)屈服包络来表示围绕开挖、边坡或崩落过程中的损伤，能够有效地描述岩体从完整、节理化和/或脉状岩石到离散、块状材料的逐步破坏与解体。IMASS模型基于经验关系，使用应变和单元尺寸相关的属性，反映了岩体在经历塑性变形时的体积变化影响。该模型特别适用于脆性岩石行为的模拟，并能够准确捕捉复杂应力路径下的岩石质量行为。
IMASS模型为岩体工程中复杂问题的解决提供了强有力的工具。通过模拟岩体的应变软化特性，IMASS模型在边坡稳定性、矿柱设计和崩落采矿等领域展示了广泛的应用潜力。
