›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (1): 9-14.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

布筋尾砂胶结充填体顶板力学性状试验研究

赵 奎1, 2,王晓军3,刘洪兴1, 2,邬长福3,张金龙4   

  1. 1. 江西理工大学 工程研究院,江西 赣州 341000;2. 钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心,江西 赣州 341000; 3. 江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;4. 江西铜业股份公司 武山铜矿,江西 瑞昌 332204
  • 收稿日期:2009-07-20 出版日期:2011-01-10 发布日期:2011-01-19
  • 作者简介:赵奎,男,1969年生,博士,教授,主要从事岩石力学测试与工程稳定性分析方面的教学与研究工作。
  • 基金资助:

    科技部十一.五科技支撑计划(No. 2008BAB32B03);江西省科技攻关重点项目资助(No. 2007-189)。

Experimental study of mechanical behaviors of cemented tailings backfill roof with reinforcement

ZHAO Kui 1, 2,WANG Xiao-jun3,LIU Hong-xin 1, 2,WU Chang-fu3,ZHANG Jin-long4   

  1. 1. Engineering Institute, Jiangxi Univesity of Science and Technology, Ganzhou, Jiangxi 341000, China; 2. High-efficiency Development and Application Technology Institute for Tungsten Resources, Ganzhou, Jiangxi 341000, China; 3. School of Resources & Environment Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou, Jiangxi 341000, China; 4. Wushan Copper Mine, Jiangxi Copper Corporation, Ruichang, Jiangxi 332204, China
  • Received:2009-07-20 Online:2011-01-10 Published:2011-01-19

摘要:

胶结充填体顶板的稳定性是决定下向分层胶结充填回采断面尺寸的主要因素,结合武山铜矿工程实际,采用相似模拟与现场监测手段,研究了下向分层胶结充填法充填体顶板的破坏模式、变形特征、充填体内钢筋受力特征等。相似模拟试验结果表明,钢筋布置方式不影响顶板的最终破坏形式,竖直布置钢筋与水平布置钢筋相比,更有利于提高顶板整体稳定性。应变监测结果表明,充填体顶板应变状态十分复杂,与通常将下向胶结充填体顶板简化为梁的计算结果有较大不同,垂直方向上应变表现为拉伸应变,而沿分条和垂直分条方向应变均呈现拉、压交错变化。在竖直布置的8根钢筋上布置了24个钢筋测力计,得到了钢筋受力与开采时间的关系曲线,据此将钢筋受力划分为4个阶段,即起始受拉阶段、相对稳定阶段、拉压变化阶段、承载阶段,其中承载阶段钢筋首先承受最大压力,充填体暴露为顶板后,钢筋由受压状态变为受拉状态,并急剧上升到最大拉力,即表现出悬吊作用,并且,进路与分条连接处钢筋承受拉力最大。

关键词: 尾砂胶结充填体, 顶板, 力学性状, 相似模拟, 布筋方式

Abstract:

The stability of roof is the main factor to determine the roadway section size in the underhand slice stoping with cemented filling method. The failure modes, deformation characteristics of cemented tailings backfill roof and mechanical characteristics of reinforcement are studied by similarity simulation and in situ monitoring according to the actual conditions of Wushan copper mine. The experiment of similarity simulation indicates that the failure mode of roof is not affected by the arrangement of reinforcement in the cemented tailings backfill. And in comparison with the horizontal arrangement of reinforcement, the vertical arrangement is more helpful to enhance the overall stability of roof. In situ strain monitoring results show that the distribution of strain state of filling body roof is more complicated compared with the computation result of simply supported beam. In vertical direction, filling body roof is tensile strain. However, tensile and compression strains alternate with the mining process in horizontal and along roadway direction. Relationship between load on reinforcement and time is obtained by monitoring results of 24 reinforcement metres. According to the mechanical characteristics of reinforcement with the mining process, the process could be divided into four stages: i.e. initial tensile stage, relatively stable stage, alternant stage of tensile and compressive states and the bearing stage. In the bearing stage, reinforcements in the roof bear against the maximum compression before roadway is mined. And after the roadway under the roof has been mined out, reinforcements bear the maximum load of tension and show suspension action. The maximum tensional area lies in the crossing roadway roof.

Key words: cemented tailings backfill, roof, mechanical behaviour, similarity simulation, reinforcing plan

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 袁维, 刘尚各, 聂庆科, 王伟, . 基于冲切破坏模式的嵌岩桩桩端溶洞顶板 临界厚度确定方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2789-2798.
[2] 杨 朋,华心祝,李迎富,刘钦节,杨 森. 深井复合顶板条件下沿空留巷充填体水平方向稳定性分析[J]. , 2018, 39(S1): 405-411.
[3] 刘 畅,张俊文,杨增强,弓培林,王 开,张小强,李玉琳,. 工作面过空巷基本顶超前破断机制及控制技术[J]. , 2018, 39(4): 1411-1421.
[4] 谢学斌,李建坤,董宪久,田听雨,. 胶结充填体-顶板系统稳定性研究[J]. , 2018, 39(11): 4183-4190.
[5] 赵明华,朱志仁,黄明华,杨超炜,徐卓君. 考虑基桩嵌岩段侧阻的岩溶区顶板安全厚度计算[J]. , 2018, 39(11): 4201-4209.
[6] 姚 囝,叶义成,王其虎,岳 哲,罗斌玉,. 基于量纲分析的缓倾斜空区顶板稳定性的影响规律研究[J]. , 2018, 39(11): 4232-4241.
[7] 魏 丽,柴寿喜,姜宇波,. 含盐量与布筋方式对纤维加筋土抗压性能的影响[J]. , 2017, 38(S2): 210-216.
[8] 汪北方,梁 冰,孙可明,武占超,孙维吉,姜利国,王俊光,. 典型浅埋煤层长壁开采覆岩采动响应与控制研究[J]. , 2017, 38(9): 2693-2700.
[9] 江 贝,李术才,王 琦,王富奇,张若祥,. 基于上限法的深部大断面回采巷道顶板锚索设计方法研究[J]. , 2017, 38(8): 2351-2354.
[10] 王志刚,郭晓菲. 双河煤矿采动巷道顶板裂隙的分形研究[J]. , 2017, 38(8): 2377-2384.
[11] 雷 勇,尹君凡,陈秋南,杨 威,. 基于极限分析法的溶洞顶板极限承载力研究[J]. , 2017, 38(7): 1926-1932.
[12] 侯公羽,谢冰冰,江玉生,殷姝雅,韩育琛. 基于BOTDR的光纤应变与顶板沉降变形关系的模型构建与试验研究[J]. , 2017, 38(5): 1298-1304.
[13] 黄 明,付俊杰,陈福全,江 松. 桩端荷载与地震耦合作用下溶洞顶板的破坏特征及安全厚度计算[J]. , 2017, 38(11): 3154-3162.
[14] 陈登红,华心祝,段亚伟,成世兴,. 深部大变形回采巷道围岩拉压分区变形破坏的模拟研究[J]. , 2016, 37(9): 2654-2662.
[15] 黄庆享,郑 超. 巷道支护的自稳平衡圈理论[J]. , 2016, 37(5): 1231-1236.
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[1] 吴昌瑜,张 伟,李思慎,朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .
[2] 陈红江,李夕兵,刘爱华. 矿井突水水源判别的多组逐步Bayes判别方法研究[J]. , 2009, 30(12): 3655 -3659 .
[3] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[4] 雷永生. 西安地铁二号线下穿城墙及钟楼保护措施研究[J]. , 2010, 31(1): 223 -228 .
[5] 肖 忠,王元战,及春宁,黄泰坤,单 旭. 波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析[J]. , 2010, 31(8): 2648 -2654 .
[6] 柴 波,殷坤龙,陈丽霞,李远耀. 岩体结构控制下的斜坡变形特征[J]. , 2009, 30(2): 521 -525 .
[7] 赵洪波,茹忠亮,张士科. SVM在地下工程可靠性分析中的应用[J]. , 2009, 30(2): 526 -530 .
[8] 徐 扬,高 谦,李 欣,李俊华,贾云喜. 土石混合体渗透性现场试坑试验研究[J]. , 2009, 30(3): 855 -858 .
[9] 章定文,刘松玉,顾沉颖. 各向异性初始应力状态下圆柱孔扩张理论弹塑性分析[J]. , 2009, 30(6): 1631 -1634 .
[10] 邓华锋,张国栋,王乐华,邓成进,郭 靖,鲁 涛. 导流隧洞开挖施工的爆破振动监测与分析[J]. , 2011, 32(3): 855 -860 .