岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (9): 2461-2471.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0453
刘轩廷1, 2,陈从新1, 2,刘秀敏1, 2,夏开宗1, 2,张褚强3,王田龙1, 2,王月1, 2
LIU Xuan-ting1, 2, CHEN Cong-xin1, 2, LIU Xiu-min1, 2, XIA Kai-zong1, 2, ZHANG Chu-qiang3, WANG Tian-long1, 2, WANG Yue1, 2
摘要: 对于采用充填法开采的金属矿山,在实际开采过程中往往会形成顶板?间柱支撑体系。为了保证矿山的安全生产,探究充填开采下顶板?间柱支撑体系的破坏机制具有重要意义。在考虑了充填体对间柱侧压作用的基础上,建立了充填开采下顶板?间柱支撑体系的力学模型,在此基础上应用突变理论探究了充填体作用下支撑体系的破坏机制,分析了充填前后支撑体系的结构参数对于采场稳定性的影响。研究结果表明:在岩体力学性质一定的情况下,充填开采下的顶板?间柱支撑体系的稳定性由采场结构参数(顶板厚度、采场跨度、间柱宽度、间柱高度)和上覆荷载、充填体侧压作用共同控制;充填体的加入会降低支撑体系的刚度比,进而提高采场的稳定性;在对支撑体系的结构参数进行优化时,当采场处于未充填状态时,优化顺序应为顶板厚度、采场跨度、间柱宽度、间柱高度;当采场处于充填状态时,优化顺序应为顶板厚度、间柱宽度、采场跨度、间柱高度。将理论推导与数值模拟相结合应用在工程实例上,验证了理论推导的正确性。
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[1] | 张褚强, 沈强, 陈从新, 夏开宗, 王田龙, 刘轩廷, . 程潮铁矿西区分段崩落法开采影响范围和 极限角研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1713-1723. |
[2] | 张桂民, 王贞硕, 刘俣轩, 罗宁, 董纪伟. 水平盐穴中压气蓄能储库关键顶板稳定性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 800-812. |
[3] | 金爱兵, 巨有, 孙浩, 赵怡晴, 李海, 张舟, 陆通, . 相变储能充填体孔隙结构及强度劣化机制研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(10): 2623-2633. |
[4] | 李利平, 朱宇泽, 周宗青, 石少帅, 陈雨雪, 屠文锋. 隧道突涌水灾害防突厚度计算方法及适用性评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 41-50. |
[5] | 杨括宇, 陈从新, 夏开宗, 宋许根, 张伟, 张褚强, 王田龙. 崩落法开采金属矿巷道围岩破坏机制的断层效应[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 279-289. |
[6] | 徐晓冬, 孙光华, 姚旭龙, 梁学健, 邵陆航, . 基于能量耗散与释放的充填体失稳 尖点突变预警模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 3003-3012. |
[7] | 杜文杰, 盛谦, 付晓东, 汤华, 陈贺, 杜宇翔, 周永强, . 地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2461-2469. |
[8] | 陈虎, 叶义成, 王其虎, 胡南燕, 刘冉, 江慧敏. 基于岩梁−块体理论的巷道软弱层直接顶板 破坏形式研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1447-1454. |
[9] | 周子涵, 陈忠辉, 王建明, 张凌凡, 年庚乾. 爆破荷载作用下露天矿边坡稳定性的突变研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 849-857. |
[10] | 杨军, 魏庆龙, 王亚军, 高玉兵, 侯世林, 乔博文, . 切顶卸压无煤柱自成巷顶板变形 机制及控制对策研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 989-998. |
[11] | 宋文成, 梁正召, . 承压水上开采倾斜底板破坏特征 与突水危险性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 624-634. |
[12] | 安百富, 王栋达, 庞继禄, 张恒, 曹国磊, . 充填回收房式煤柱围岩变形及煤柱承载 特征物理模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(12): 3979-3986. |
[13] | 魏晓明, 郭利杰, 周小龙, 李长洪, 张立新, . 高阶段胶结充填体全时序应力演化规律 及预测模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3613-3620. |
[14] | 王飞飞, 任青阳, 邹平, 虎万杰, 马增, 刘正宇, 陈斌, . 查干敖包铁锌矿地表塌陷形成机制 与发展机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3757-3768. |
[15] | 易雪枫, 刘春康, 王宇. 金属矿尾废胶结充填体破裂演化过程 原位CT扫描试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3365-3373. |
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