落礦沖擊作用下礦柱結構參數優化與穩定性分析

于清軍，李元輝，劉照朋，紀曉飛，彭康

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落礦沖擊作用下礦柱結構參數優化與穩定性分析

于清軍1, 2，李元輝1，劉照朋3，紀曉飛2，彭康3

(1. 東北大學 資源與土木工程學院，遼寧 沈陽，110819；2. 赤峰山金紅嶺有色礦業有限責任公司，內蒙古 赤峰，025450；3. 重慶大學 煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室，重慶，400044)

應用理論計算和ABAQUS數值模擬軟件對6種桃形礦柱穩定性進行分析。首先，將開采中段劃分為4個盤區進行開采；其次，基于結構力學模型，分析6種桃形礦柱參數對巷道在最大沖擊力下的最小保護層厚度變化的影響；最后，對桃形礦柱在沖擊作用下的巷道殘余完整長度與垂高分別進行篩選，并選擇桃形礦柱最佳設計方案。研究結果表明：在回采過程中，開采中段頂板受力狀態由壓應力變為拉應力，間柱壓力增大，但頂板和間柱均穩定，未達到破壞強度；桃形礦柱坡度越大，保護層厚度越小；在沖擊載荷作用下，坡度越小的桃形礦柱受破壞程度越小，高度越大的礦柱變形能越大；桃形礦柱坡角為 60°、總高為15 m的方案為最佳設計方案。

桃形礦柱；沖擊荷載；數值模擬；穩定性分析

目前，急傾斜極厚大礦體開采以崩落采礦法為主，該方法采出礦量占金屬礦床開采總量50.0%以上。但該采礦法在開采中存在諸如礦石貧損大、空區下作業安全性差等問題[1?2]。針對采空區穩定性問題，宮鳳強等[3]考慮影響采空區穩定性的14項因素，建立各影響因素的未確知測度函數并對采空區危險性進行評價。……