條帶嗣后充填法開采緩傾斜礦床礦柱穩(wěn)定性研究.pdf

1、條帶嗣后充填法回采緩傾斜礦床，保證礦柱穩(wěn)定是礦床安全開采的關鍵。以上橫山礦床V3層礦體為研究對象，運用彈性應變能理論、巖石斷裂力學理論及數值模擬等方法研究了兩面臨空下礦柱破裂區(qū)寬度計算問題，以此分析礦柱穩(wěn)定性。
　　本研究主要內容包括：⑴基于彈性應變能平衡原理，認為條帶礦層中儲存的應變能釋放后全部轉化為使板礦柱變形破壞的能量。由礦房開采前后能量平衡，推導了礦柱破裂區(qū)寬度解析表達式，建立了礦柱破裂區(qū)寬度計算模型，分析了礦柱破裂區(qū)寬度

2、影響因素。⑵根據巖石斷裂力學理論，視礦房空區(qū)為無限大巖體垂直剖面中相隔一定間距的共線裂紋，分析了裂紋尖端應力場分布特征。以礦山地質參數為基礎，繪制了礦體埋深在150～400m時應力強度變化曲線。依據莫爾庫侖判據，推導了礦房圍巖破壞范圍的解析表達式，建立了礦房底板破壞深度計算模型。⑶基于正交試驗原理，選取埋深、采厚、礦房寬度和礦體抗拉強度、內聚力、內摩擦角兩組參數作為礦柱破裂區(qū)主控因素，分別采用3因素3水平的正交表L9(34)進行方案設計

3、，得到18種模擬試驗方案。運用FLAC3D數值模擬計算了不同方案下礦柱破裂區(qū)寬度，試驗結果表明礦柱破裂區(qū)寬度兩組因素的敏感性排序分別為埋深＞礦房寬度＞采厚，抗拉強度＞內摩擦角＞內聚力。⑷采用數值模擬方法，對上橫山礦床礦房寬度分別為30m、25m、20m、15m、10m下對應不同礦柱寬度共15種方案進行模擬。由礦柱支承壓力分布規(guī)律表明，除礦房礦柱寬度均為10m的回采方案外，其它方案開采礦柱支承壓力分布為“圓拱形”或“馬鞍形”分布。同時，除