金属矿山

作者：卢宏建,武晓军,蔡晓盛,王奕仁

单位：1. 华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210;2. 河北省绿色智能矿山工程设计技术创新中心,河北 秦皇岛 066004

关键词：充填开采,胶结充填体—围岩组合体,剪切强度,数值模拟,破坏特征,

基金：河北省自然科学基金项目(编号:E2021209006);河北省“三三三”人才工程项目(编号:A202001011)。

为研究对充填采场稳定性具有重要意义的采场充填体与围岩组合体的剪切强度与破坏特征,以空场嗣后充填采场为物理原型,将充填体与围岩系统考虑,概化出胶结充填体—围岩组合体力学模型,提出了基于摩尔应力圆公切线法与摩尔-库伦强度准则确定组合体抗剪强度参数的计算方法。 通过不同围压下的组合体 ANSYS 数值模拟试验,对不同胶结面倾角的充填体—围岩组合体剪切强度与破坏特性进行了研究。 结果表明:胶结面倾角为 0° ~ 15°时,组合体破坏主要发生在充填体区域,破坏模式为张拉—剪切复合破坏;胶结面倾角为 30° ~ 60°时,组合体破坏发生在充填体和接触面区域,破坏模式为剪切破坏,随着围压增加,组合面会发生滑移现象,随着胶结倾角增加,剪切破坏面逐渐与胶结面重合;胶结面倾角为 75° ~ 90°时,组合体最终的破坏方式主要为充填体的剪切破坏。 研究结果拓展了充填体—围岩组合体剪切强度参数获取方法,揭示了不同接触面倾角充填体—围岩组合体的破坏特征,可为地下充填采场稳定性分析提供理论支持。

来源：2023年第05期

《金属矿山》期刊编辑部

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