充填开采采场球应力壳分布及演化规律研究 |
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引用本文: | 谢生荣,郜明明,陈冬冬,岳帅帅,潘浩,曾俊超,索海翔.充填开采采场球应力壳分布及演化规律研究[J].采矿与安全工程学报,2019,36(1):16-23. |
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作者姓名: | 谢生荣 郜明明 陈冬冬 岳帅帅 潘浩 曾俊超 索海翔 |
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作者单位: | 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083;中国煤炭工业协会咨询中心,北京,100083;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京,100083 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项;中国矿业大学(北京)项目 |
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摘 要: | 针对传统矿压理论中对采场承载体系的解析所存在的问题,本文提出采用球应力这一表征岩体三维应力及完整性状态的力学参量进行工作面围岩稳定性控制分析。基于充填采场上覆岩层结构及球应力分布的相互关系研究,认为采场围岩中存在对其稳定性起主控作用的球应力壳结构。采用FLAC3D数值软件建立了充填开采的全应变软化数值模型,模拟分析了充填开采采场球应力壳的空间分布形态及其随工作面推进的演化规律。研究表明:球应力壳由低球应力值的应力核区及核外区域所组成,球应力壳随工作面推进呈现阶段性时空演化特征,其趋稳过程历经上壳发展、上壳稳定、下壳发展及应力壳稳定4个阶段;工作面推进距离小于工作面长度时,球应力壳受开采进度影响明显,并且相对上壳而言下壳的发展具有明显的滞后性;顶底板塑性区的破坏范围与球应力核区域范围相同且随工作面的推进保持同步协调关系,扩展空间由下及上,破坏深度由表及里,破坏形式由拉及剪。
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关 键 词: | 球应力壳 空间结构特征 演化规律 稳定性控制 |
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