特殊圍巖房柱應(yīng)力與變形規(guī)律及合理結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究.pdf

1、房柱采礦法具有建井工期短、投資少、適用于較復(fù)雜地質(zhì)條件等優(yōu)點(diǎn),其結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究是一個(gè)很重要的課題,結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理會(huì)導(dǎo)致采場(chǎng)失穩(wěn)而發(fā)生災(zāi)變等問(wèn)題。在煤礦、石膏礦等常規(guī)礦體中,房柱開采的研究較多,而對(duì)特殊礦體中房柱的應(yīng)力、變形以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究很少,沒(méi)有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
　　本文以一個(gè)特殊礦體采礦工程為依托,通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬等手段,結(jié)合松動(dòng)圈和壓力拱理論,對(duì)采礦房柱的應(yīng)力和變形規(guī)律進(jìn)行了深入研究,根據(jù)采空區(qū)房柱的應(yīng)力和變形特點(diǎn),

2、提出了特殊礦體采場(chǎng)的合理房柱結(jié)構(gòu)參數(shù)建議,具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)通過(guò)數(shù)值模擬,分析了在特殊礦體房柱法開采時(shí)采場(chǎng)的應(yīng)力與變形規(guī)律,可知礦房的開挖只對(duì)同一排房柱的穩(wěn)定性影響較大,中間房柱的穩(wěn)定性最差。
　　(2)采用正交試驗(yàn)安排,通過(guò)數(shù)值模擬分析了埋深、礦房寬度、礦房高度以及礦房長(zhǎng)度影響因素對(duì)房柱穩(wěn)定性的影響。分析可知礦房頂板沉降與四個(gè)因素均相關(guān),礦房頂部松動(dòng)圈厚度主要取決于礦房寬度,礦柱豎向應(yīng)力集中系數(shù)主要

3、取決于礦房高度和寬度,并得到了各影響因素的回歸公式。
　　(3)采用數(shù)值模擬,通過(guò)松動(dòng)圈穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和礦柱破壞機(jī)理,分析了不同間排距下礦房頂部松動(dòng)圈厚度和礦柱應(yīng)力的變化規(guī)律,進(jìn)而提出了合理礦房間距為7m、排距為6m的建議。并通過(guò)分析采場(chǎng)總礦房數(shù)量的變化對(duì)房柱穩(wěn)定性的影響可知:采場(chǎng)總礦房數(shù)量的變化對(duì)礦柱穩(wěn)定性影響較大,對(duì)礦房穩(wěn)定性影響較小。
　　(4)進(jìn)一步分析了雙層房柱采空區(qū)的應(yīng)力與變形規(guī)律,提出了礦柱為完全重疊、一半重疊