考虑拱效应的高阶段充填体下采空区顶板跨度和厚度计算模型

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0678

采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (1): 218-228.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2022.0678

考虑拱效应的高阶段充填体下采空区顶板跨度和厚度计算模型

程爱平1,杜澳宇1,楚立申2,王平1,陈国兴1

1. 武汉科技大学资源与环境工程学院,冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉430081;
2. 武钢资源集团大冶铁矿有限公司,湖北黄石435006

出版日期:2025-01-15 发布日期:2025-01-18
通讯作者: 程爱平，E-mail：chengaiping@wust.edu.cn， Tel：13100692541
作者简介:程爱平（1986— ），男，湖北省仙桃市人，博士，副教授，从事岩土和采矿工程方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51604195)；湖北省自然科学基金项目(2018CFC818)；金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室开放基金项目(ustbmslab201704)

Calculation model of roof span and thickness of goaf under high stage backfill considering arch effect

Online:2025-01-15 Published:2025-01-18

摘要/Abstract

摘要： 考虑拱效应和开采边界影响,结合薄板理论,构建高阶段充填体下采空区顶板力学模型,提出考虑拱效应的高阶段充填体下采空区顶板跨度和厚度计算模型;将该模型应用于大冶铁矿狮子山采区-180 m水平矿体开采,并利用FLAC^3D数值模拟软件进行验证。研究结果表明:不同开采边界可以将高阶段充填体下采空区顶板力学模型简化为3类薄板模型,不同薄板模型下采空区顶板应力分布差异明显,固支边对应力分布影响更显著;结合大冶铁矿工程实例,采用本文模型计算确定的采空区顶板跨度为7.5 m,厚度为2 m,与K.B.鲁别涅依他公式法得到的参数相比更小;基于FLAC^3D数值模拟结果验证了其采空区顶板稳定性,验证结果表明将本文模型运用于高阶段充填体下采空区顶板参数设计中是合理可行的。

关键词: 采空区顶板参数, 高阶段充填体, 薄板理论, 拱效应

中图分类号:

TD 353

程爱平, 杜澳宇, 楚立申, 王平, 陈国兴. 考虑拱效应的高阶段充填体下采空区顶板跨度和厚度计算模型[J]. 采矿与安全工程学报, 2025, 42(1): 218-228.

[1]	谢学斌, 李德玄, 孔令燕. 基于弹性薄板理论的矿壁稳定性分析模型及应用[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(4): 698-706.
[2]	史秀志，苟永刚，陈新，罗佳. 顶底柱残矿回收的充填体假顶厚度确定与应用[J]. 采矿与安全工程学报, 2016, 33(6): 1080-1088.
[3]	屠洪盛, 屠世浩, 陈芳, 王沉, 冯宇峰. 基于薄板理论的急倾斜工作面顶板初次变形破断特征研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2014, 31(1): 49-54.
[4]	刘辉, 何春桂, 邓喀中, 卞正富, 范洪冬, 雷少刚, 张安兵. 开采引起地表塌陷型裂缝的形成机理分析[J]. 采矿与安全工程学报, 2013, 30(3): 380-384.
[5]	姚邦华, 白海波, 黄汉富. 采动覆岩隔水层稳定性力学模型及应用研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2012, 29(3): 307-311.

考虑拱效应的高阶段充填体下采空区顶板跨度和厚度计算模型

Calculation model of roof span and thickness of goaf under high stage backfill considering arch effect

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