多向荷载作用下隔离矿柱采场矿壁受力分析

作     者：过江 赵岩 张为星 戴兴国 谢学斌 GUO Jiang;ZHAO Yan;ZHANG Weixing;DAI Xingguo;XIE Xuebin

作者机构：中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2018年第49卷第12期

页      面：3020-3028页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51774321)~~ 

主　　题：多向荷载 稳定性 宽度设计 力学模型 

摘      要：为确定梯形侧向荷载和垂直荷载共同作用下矿壁的应力分布,基于弹性力学平面应变假设,建立矿壁力学模型进行应力求解。通过模型分析,确定矿壁合理宽度,分析可能发生破坏的形式,提出矿壁稳定性的控制措施。研究结果表明:初始侧向荷载q对水平应力、垂直应力和剪应力均有影响,初始垂直荷载P0只影响垂直应力;水平应力最大值和最小值不随宽度改变而改变;剪应力沿矿壁中心轴呈对称分布,在中心位置达到最大值。当矿壁宽度较窄时,在充填体一侧会出现拉应力,在矿壁的采空区侧的底端出现垂直压应力最大值。结合冬瓜山工程实例,计算出矿壁宽度需大于3.5 m,现场工程选择4 m宽矿壁进行开采,矿壁稳定性较好。