基于能量释放理论的采场顶板极限跨距研究.pdf

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1、Vo1．25，No．1第25卷第1期中国矿业CHINAMININGMAGAZINEJan．20162016年1月基于能量释放理论的采场顶板极限跨距研究一一m一一叫z．一够_蚰呈a一d一mk～一批=一蚕nK啪池秀文，杨剑锋，郭继琼，何治良，王学梁。，高本铭。(1．武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉430070；2．西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳621010；3．湖北三宁矿业有限公司，湖北宜昌443000)摘要：基于对现有能量释放率和采场顶板跨距计算研究的基础上，将能量释放率运m一用于一采一_董场顶一板一一m～一一跨距计算，经过理论计算得到对于单个采场和多个采场开采时，能量释放率均能适

2、用，且采场失稳的能量释放主要是由顶板失稳造成的。在此基础上提出适用于采场失稳的面能量释放的概念和计算公式，并推导出顶板极限跨距和安全厚度的计算公式，可知顶板极限跨距和顶板安全厚度与弹性模量、埋深等呈非线性关系，将顶板极限跨距计算公式运用于其他矿山得到验证，并运用于挑水河磷矿开采的顶板极限跨距的计算，指导实际生产，也为顶板极限跨距和安全厚度计算提出新思路和方法。关键词：能量释放；梁模型；顶板跨距；安全厚度一～一～一～一一～～一～一～一中图分类号：TD856文献标识码：A文章编号：1004—4051(2016)0i-0087—05Researchintothelimitspanofthestope

3、roofbasedontheenergyreleasetheoryCHIXiu-wen，YANGJian-feng，GUOJi-qiong，HEZhi-liang，WANGXue—liang。，GAOBen-ming。，(1．CollegeofNatureResourceandEnvironmentEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China；2．SchoolofEnvironmentandResource，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，Ch

4、ina；3．HubeiSan-NingMiningCo．，Ltd．，Yichang443000，China)一_詈．蚪一～一～一一一～～岫顶板作为与地下工程直接接触的覆岩，其破坏飞速发展，促进了其在跨度计算的运用，理论计算逐相对时间最早、直观明显且危害大，跨度的合理选渐与计算机技术相结合，对顶板稳定进行模拟研究，择不仅与矿山经济密切相关，更关系到采场安全。得到顶板合理安全跨度。针对理论计算、数值模拟的对于跨度的选取，最早是由经验法，或由经验推导不足，相似模型试验也一并发展起来，与数值模拟或出的公式，亦结合类似矿山或者相似岩性的矿区采者解析法等相互补充。随着非线性等理论的发展，突场布置参数进行选

5、取。伴随力学等相关学科的发变理论等与运用于安全跨距的计算]。展以及研究的不断深入，建立相应的力学计算模能量释放率的提出是由20世纪60年代COOK型，从而得到跨度计算方法的解析式。计算机技术NGw等根据南非十几年来的冲击地压的分析提出的，后与JAEGERJM将能量释放率运用于研究不同硐室的开挖[i0-II]。赵诒枢在1985年推导出了收稿日期：2015-03—24作者简介：池秀文(1963一)，男，硕士，教授，陕西澄城人，1985年毕适用性很强的最大能量释放率准则的一般形式，使业于武汉工业大学采矿工程专业，主要从事采矿工程和安全程方面得能量释放率在地下工程稳定性分析上得到了推的教学与研究工作。

6、E—mail：xwchi@whut．edu．cn。广；姚学锋、方竞在1996年借助高速摄影技术分88中国矿业第25卷析动荷载作用下裂纹扩展的能量释放率规律口。；苏不予考虑。国韶、冯夏庭等在2006年针对能量释放率岩爆指标1．1单个采场能量释放率的一些不足，提出了适用高地应力下工程的稳定性对于单个采场而言，埋深一般远大于采场高评价新指标——局部能量释放率；2007年杨官度，故在采场高度内，侧帮所受压力可视为均布荷涛分析了采场能量释放的基本规律，并用于采场参载，所以根据受力可将顶板和侧帮的受力视为弹性数的优化。后与李夕兵等运用突变理论与能量释的简支梁，模型见图2。放的分析方法，得到采场失稳的能量判

7、定方法_1。2011年MarianaSilva运用能量释放率和拓扑导数预测小孔破坏时裂缝位置_】。经过分析，虽然顶板跨度的分析方法逐渐增多，能量释放率的运用越来越广泛，但是将能量释圉2简支梁模型放率与顶板跨度相联系的相关研究还没有，实际上虚线表不梁模型受均布荷载的挠曲线，并以挠任何结构失稳问题归根结底都是能量转移或释放，度作为梁和侧帮的位移量，则顶板简支梁的下沉量故本文在总结前人工作的基础上，创新