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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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