初始几何缺陷对超高矿柱稳定性的影响

针对具有初始几何缺陷的超高矿柱稳定性问题建立了一个简化的力学模型,基于初始挠度的形状、岩石的应力–应变关系、应变–曲率关系及静力平衡关系对具有初始挠度的矿柱的弹性及弹塑性稳定性进行了探讨,确立了超高矿柱稳定性对初始几何缺陷的依从关系,确定了具有初始几何缺陷的超高矿柱的弹塑性失稳的极限载荷。结果表明:处于弹性阶段的超高矿柱,在上覆岩层载荷作用下,其挠度曲线变为在原有初始挠度各对应部分乘以一个放大系数1/(1?α)。在达到临界状态前,超高矿柱最大挠度与初始挠度f0有关,且随着f0的增加而增加;处于弹塑性阶段的超高矿柱,由于初始挠度的存在,其极限承载能力降低,且随着初始挠度f0的增加而减少。以冬瓜山铜矿3个矿柱为例进行了计算,其计算结果与实际情况相一致,可为合理安排开采顺序、布置采场等提供依据。

窄条带穿采区残留煤柱充填复采工艺研究

为了使长壁工作面安全通过窄条带穿采形成的大跨度、大采高空区,实现残留煤柱复采,研究和实施了快速密闭、多点即时充填的超高水材料充填复采工艺。基于充填体与围岩相互作用的机理,确定了超高水材料充填体的强度要求和材料配比。工程实践表明,超高水材料充填窄条带穿采区复采工艺经济技术效益显著。

考虑初始缺陷的超高矿柱蠕变分析及失稳滞后时间研究

根据超高矿柱结构及受力特点,并充分考虑初始几何偏差,建立了简化的压杆力学模型.基于弹塑性理论对具有初始几何缺陷的超高矿柱的挠度及内力进行了分析,并基于Kachanov损伤理论,对超高矿柱的损伤过程和失稳时间进行了研究.结果表明,在初始挠度的影响下,矿柱将出现不同程度的附加挠度,大小与初始挠度和压力比(上覆压力与矿柱极限荷载之比)有关,随着初始挠度和压力比的增加而增加.工程实例分析表明,矿柱的损伤孕育时间和失稳滞后时间与初始挠度、压力比及抗压强度有密切的关系,随着压力比和初始挠度增加,损伤孕育时间和失稳滞后时间快速变小,抗压强度越大,失稳滞后时间越大,即矿柱越稳定.