远场爆破水平应力波扰动下分层胶结充填体矿柱的动力响应机制

为研究远场爆破扰动下分层胶结充填体矿柱的动力响应机制,综合分层充填体的结构特征及其与围岩、周边充填体的相互作用,首次构建不同灰砂比的分层充填体多自由度结构响应模型方法,以冬瓜山铜矿3分层矿柱为例进行计算分析,与数值模拟及现场监测的结果进行对比验证,预判其稳定性,并研究不同应力波频率对其作用机制。结果表明:在远场水平爆破应力波作用下,结构响应模型法的分析结果与数值模拟、现场监测结果基本吻合。灰砂比大小严重影响分层胶结充填体的速度、位移响应,及不同灰砂比充填体的响应峰值大小;灰砂比越小,分层充填体振动周期越大,速度、位移响应峰值越大,结构稳定性越差;低灰砂比分层充填体是矿柱结构中的最薄弱区域,容易发生失稳现象。应力波频率明显影响充填体的速度、位移响应峰值,二者变化趋势线均呈"单峰"特征,前者滞后后者出现拐点;在低频阶段,充填体的振动周期增加,二者增加速率先小后大;当频率接近充填体自振频率时,充填体将发生共振现象,二者峰值达到最大值;在高频阶段,二者峰值不断衰减。研究成果为远场爆破扰动下充填体矿柱稳定性判定提供理论支撑。