特殊圍巖房柱應力與變形規(guī)律及合理結構參數(shù)的研究.pdf

1、房柱采礦法具有建井工期短、投資少、適用于較復雜地質條件等優(yōu)點,其結構參數(shù)的研究是一個很重要的課題,結構參數(shù)不合理會導致采場失穩(wěn)而發(fā)生災變等問題。在煤礦、石膏礦等常規(guī)礦體中,房柱開采的研究較多,而對特殊礦體中房柱的應力、變形以及結構參數(shù)的研究很少,沒有可以借鑒的經(jīng)驗。
　　本文以一個特殊礦體采礦工程為依托,通過理論分析、數(shù)值模擬等手段,結合松動圈和壓力拱理論,對采礦房柱的應力和變形規(guī)律進行了深入研究,根據(jù)采空區(qū)房柱的應力和變形特點,

2、提出了特殊礦體采場的合理房柱結構參數(shù)建議,具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)通過數(shù)值模擬,分析了在特殊礦體房柱法開采時采場的應力與變形規(guī)律,可知礦房的開挖只對同一排房柱的穩(wěn)定性影響較大,中間房柱的穩(wěn)定性最差。
　　(2)采用正交試驗安排,通過數(shù)值模擬分析了埋深、礦房寬度、礦房高度以及礦房長度影響因素對房柱穩(wěn)定性的影響。分析可知礦房頂板沉降與四個因素均相關,礦房頂部松動圈厚度主要取決于礦房寬度,礦柱豎向應力集中系數(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,通過松動圈穩(wěn)定性評價標準和礦柱破壞機理,分析了不同間排距下礦房頂部松動圈厚度和礦柱應力的變化規(guī)律,進而提出了合理礦房間距為7m、排距為6m的建議。并通過分析采場總礦房數(shù)量的變化對房柱穩(wěn)定性的影響可知:采場總礦房數(shù)量的變化對礦柱穩(wěn)定性影響較大,對礦房穩(wěn)定性影響較小。
　　(4)進一步分析了雙層房柱采空區(qū)的應力與變形規(guī)律,提出了礦柱為完全重疊、一半重疊