固体密实充填开采覆岩损伤范围分析

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1、固体密实充填开采覆岩损伤范围分析作者简介：刘严中(1991-)，男，广西贵港市人，硕士研究生，主要从事难采矿体开采技术方面的研究。②基金项目：国家自然科学基金（51474252）。刘严中，周科平，史文超（中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083）摘要：为了能够科学地预计固体密实充填开采的覆岩损伤范围，在建立合理的损伤范围预计公式的过程中需要考虑的主要因素包括覆岩结构形态演化规律和岩层移动特征。相似材料模拟试验和现场钻孔窥视揭示：固体密实充填开采的覆岩以完整层状结构的弯曲带为主要形态，仅在近顶板

2、附近覆岩会发育有一定高度的断裂带，垮落现象不会出现。在较系统地分析充填开采岩层移动的等价采高理论基础上，利用简化的平面力学模型及弹性力学知识，推导了固体密实充填开采覆岩损伤高度的计算公式。通过实例分析，将本文建立的覆岩损伤高度计算公式应用于某工程实例，取得了良好的效果。研究成果可对地下矿体安全回采、地表建筑物安全运营提供科学指导。关键词：固体密实充填开采；平面力学模型；弹性力学；覆岩损伤范围中图分类号：TD851文献标识码：AResearchonDamageZoneofOverlyingStrataU

3、nderSolidCompactedBackfillingMiningLIUYanzhong，ZHOUKeping，SHIWenchao（SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China）Abstract：Inordertobeabletopredictthelesiondimensionsofoverlyingstratainsolidcompactedbackfilling

4、miningscientifically,thekeyfactorsthatneedtobeconsideredinestablishingthereasonablepredictionformulaoflesiondimensionsincludetheevolutionlawofoverlyingstrata’sstructuralmorphologyandrockmovementcharacteristics.Similarmaterialsimulationtestsandon-sitebor

5、eholepeeprevealsthattheoverlyingstrataminedbysolidcompactedbackfillingminingtakesthebendingzoneasthemainform,whichappearscompletelayerstructure,thefaultzonewithacertainheightcanbedevelopedonlyintheoverlyingstrataneartheroof,andthecollapsephenomenonwilln

6、otappear.Basedonthesystematicalanalysisoftheequivalentminingheighttheoryofstratamovementinbackfillingmining,simplifiedplanemechanicsmodelandelasticmechanicsknowledgewereutilizedtoderivethecalculationformulaofoverlyingstrata’sdamageheightundersolidcompac

7、tedbackfillingmining.Bymeansofexampleanalysis,thecalculationformulaofoverlyingstrata’sdamageheightestablishedinthispaperwasappliedtoanengineeringexampleandgoodresultshadbeenobtained.Theresearchresultscanprovidescientificguidanceforthesafeminingofundergr

8、oundorebodiesandthesafeoperationofsurfacebuildings.Keywords：solidcompactedbackfillingmining；planemechanicalmodel；elasticmechanics；damagezoneofoverlyingstrata随着全球资源争夺战的进一步加剧，加之资源分布不合理、地质开采条件趋于恶劣等原因，“三下”矿体资源越来越受到人们的瞩目[1-3]。另一方面，我国矿