軟硬巖互層采場頂板穩(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?shù)叵麻_采的采場頂板巖體是強度不同的軟硬巖互層體構成時，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鍵，運用理論分析、數(shù)值計算等方法研究了軟硬巖互層頂板在開采中的應力位移變化規(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頂板作為研究對象，其頂板的特征為強度不同的軟巖和硬巖相互交錯，且軟硬巖層

2、間或形成一定的角度。
　　基于Reissner厚板理論，將軟硬巖互層采場頂板簡化成三維應變厚板，建立了采場頂板力學分析模型;結合彈性力學板理論和材料力學彎曲力學相關知識，得到了在固支和簡支條件下采場頂板的撓曲線方程，從而求出了頂板內(nèi)部最大位移及應力解析式;即建立了頂板最大位移和最大應力與頂板上部荷載、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方程。
　　結合頂板最大位移和最大應力解析式，利用Matlab軟件

3、繪制了頂板最大位移以及最大應力隨著頂板長度和寬度、頂板長度和厚度等兩兩因素結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力和單一因素的影響關系，以及兩兩因素交互作用對頂板最大位移和應力的共同影響作用。
　　以江西某釩礦典型軟硬巖開采區(qū)域地質(zhì)條件為背景，構建軟硬巖互層巖層FLAC3D數(shù)值模擬模型，設計了3大類開采方案，通過對巖層的模擬開挖，得到了巖體在不同的開采厚度、開采尺寸、埋深下的頂板的應力位移變化規(guī)律;研究結果