上部卸礦沖擊對儲礦段井壁側壓力分布的影響及其機理

鄧哲， 路增祥*,2， 王少陽， 馬強英

（1. 遼寧科技大學礦業工程學院，遼寧 鞍山 114051； 2. 遼寧省金屬礦產資源綠色開采工程研究中心，遼寧 鞍山 114051）

溜井是礦巖下向運輸的重要開拓工程，在地下金屬礦床開采中被普遍使用[1]。 由于溜井所處使用環境的特殊性和井內礦巖運動的復雜性，導致溜井井壁失穩現象頻發。 溜井井壁的穩定與否，與井內的礦巖運動特征、井壁材料特性、地質條件、生產管理等因素密切相關[2-3]。

根據溜井井壁變形破壞問題產生的力學特征，可將井壁損傷分為溜礦段的沖擊損傷和儲礦段的摩擦損傷2 大類型[4-5]。 溜井井壁的變形破壞對礦山生產帶來了巨大影響，溜井問題的研究一直備受學者關注[1]。如ALVARO 等[6]通過物理實驗研究，認為溜井儲礦段的堵塞、 懸拱等現象發生的概率與溜井的傾角、斷面尺寸、礦巖的塊度有直接關系；劉艷章等[7]、宋衛東等[8]基于運動學和橢球體放礦理論，得到了溜礦段礦石的運動軌跡和井壁損傷的分布范圍；趙昀等[9]在沖蝕磨損理論和接觸力學的基礎上，建立了溜礦段礦石的運動模型，確定了溜井體積損失的計算方法；馬馳等[10]引用流動網絡和Beverloo 經驗公式，構建了儲礦段礦巖運移軌跡和速度預測模型， 為溜井井壁穩定性理論研究奠定了基礎。 對于溜井問題的研究，國內外研究已取得了豐碩成果， 但受環境條件與研究手段的限制， 在儲礦段井壁摩擦損傷方面的研究進展緩慢[11-12]。

溜井儲礦段內，受上部卸礦沖擊和重力壓實作用的影響， 井壁側壓力呈現出典型的動態響應特征，顆粒流理論為研究井壁側壓力分布提供了較好的支撐。……