軟硬巖互層采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性研究.pdf

1、采空區(qū)的頂板穩(wěn)定是礦山安全生產(chǎn)的重要前提，當(dāng)?shù)叵麻_采的采場(chǎng)頂板巖體是強(qiáng)度不同的軟硬巖互層體構(gòu)成時(shí)，由頂板變形破壞引起的采空區(qū)失穩(wěn)等問題是礦山安全開采的關(guān)鍵，運(yùn)用理論分析、數(shù)值計(jì)算等方法研究了軟硬巖互層頂板在開采中的應(yīng)力位移變化規(guī)律，以此分析頂板穩(wěn)定性。
　　層狀巖層的采場(chǎng)頂板可分為硬巖、軟巖、軟巖夾層體、硬巖夾層體、軟硬巖互層體等五種類型;選取軟硬巖互層體采場(chǎng)頂板作為研究對(duì)象，其頂板的特征為強(qiáng)度不同的軟巖和硬巖相互交錯(cuò)，且軟硬巖層

2、間或形成一定的角度。
　　基于Reissner厚板理論，將軟硬巖互層采場(chǎng)頂板簡(jiǎn)化成三維應(yīng)變厚板，建立了采場(chǎng)頂板力學(xué)分析模型;結(jié)合彈性力學(xué)板理論和材料力學(xué)彎曲力學(xué)相關(guān)知識(shí)，得到了在固支和簡(jiǎn)支條件下采場(chǎng)頂板的撓曲線方程，從而求出了頂板內(nèi)部最大位移及應(yīng)力解析式;即建立了頂板最大位移和最大應(yīng)力與頂板上部荷載、巖體彈性模量、泊松比、頂板厚度、頂板開采尺寸等主要因素的相關(guān)方程。
　　結(jié)合頂板最大位移和最大應(yīng)力解析式，利用Matlab軟件

3、繪制了頂板最大位移以及最大應(yīng)力隨著頂板長(zhǎng)度和寬度、頂板長(zhǎng)度和厚度等兩兩因素結(jié)合相互變化的三維曲線圖，從曲線圖可以得到頂板的最大位移以及應(yīng)力和單一因素的影響關(guān)系，以及兩兩因素交互作用對(duì)頂板最大位移和應(yīng)力的共同影響作用。
　　以江西某釩礦典型軟硬巖開采區(qū)域地質(zhì)條件為背景，構(gòu)建軟硬巖互層巖層FLAC3D數(shù)值模擬模型，設(shè)計(jì)了3大類開采方案，通過對(duì)巖層的模擬開挖，得到了巖體在不同的開采厚度、開采尺寸、埋深下的頂板的應(yīng)力位移變化規(guī)律;研究結(jié)果