崩落矿岩散体本构关系研究

针对崩落矿岩散体的结构特征,从影响崩落矿岩散体物理力学性质的组构特征出发,利用统计理论、散体力学理论对崩落矿岩散体的物理力学性质进行研究。从崩落矿岩散体的微观结构出发,建立了崩落矿岩散体的刚性接触模型,将颗粒间的接触力同局部应力联系起来,建立了崩落矿岩散体的局部本构模型。以崩落矿岩散体局部本构关系为基础,建立了崩落矿岩散体的二维、三维本构模型,揭示了放矿过程中崩落矿岩散体的强度与流动本质。

煤下铝上行开采工艺控制覆岩均匀沉降研究

铝土矿空场开采会导致覆岩的不均匀沉降或塌陷,破坏上覆煤层的完整性。为实现煤铝资源的保护性开采,保障煤下铝开采时上覆煤层的完整性,在提出煤下铝开采方法的基础上,分析崩落散体性质对覆岩均匀沉降的影响规律和控制覆岩均匀沉降的基本原理。首先建立了煤下铝开采覆岩移动的非线性弹性地基梁力学模型,分析不同弹性地基系数条件下的力学模型,然后采用数值模拟方法研究崩落散体性质对覆岩移动的影响规律,最后提出煤下铝开采覆岩均匀沉降控制技术方案,并将其应用于工业试验。研究结果表明:较大的崩落散体弹性模量,能有效控制覆岩沉降量,弹性地基系数是控制覆岩均匀沉降的关键,矿块式采场放顶作业是控制覆岩均匀沉降的有效技术手段,密实的胶结充填更有利于控制覆岩的均匀沉降。