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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