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基于突变理论的石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的破坏分析
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TD32[矿业工程—矿井建设]
  • 作者机构:[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(51274188)
中文摘要:

针对石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的破坏特征,结合非线性力学理论,在建立简化力学模型的基础上,构建石膏矿矿柱–护顶层支撑体系突发破坏的尖点突变模型。利用该突变模型研究石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的破坏机制,分析支撑体系的几何参数对采空区稳定性影响。结果表明:石膏矿矿柱–护顶层支撑体系的稳定性是它的内部特性(护顶层弹性模量、护顶层厚度、矿柱之间的宽度、矿柱面积、矿柱高度)与外部荷载共同作用的结果,而位移突跳仅与内部特性有关;在对支撑体系稳定性进行调控时,优化的几何参数顺序依次是:护顶层厚度,矿柱之间的宽度,矿柱面积和矿柱高度。工程应用表明:湖北荆门荆花石膏矿采空区目前的内部几何参数已经达到了失稳的充要条件,这与现场调查具有一定的相符性。

英文摘要:

According to the failure characteristics of pillar-roof system in gypsum mines,and combined with the theory of the nonlinear mechanics,a simplified mechanical model of pillar-roof system was established. Then a cusp catastrophe model of pillar-roof system was build. The failure mechanism of pillar-roof system was analyzed,and the influence of geometric parameters on the stability of the system is analyzed. It is shown that:the stability of pillar-roof system is mainly affected by two factors,namely internal and external factors,and the internal factors indicate that modulus of elasticity of roof,pillar thickness,the width between pillars,pillar area,pillar height and pillar strength. The external factor refers to dead weight of roof and overlying strata. The displacement jump is only related to the internal factor. When regulating the stability of pillar-roof system,the order of these geometrical parameters are:pillar thickness,pillar area,the width between pillars and pillar height. The engineering application shows that the present internal geometric parameters of the mined-out area in Jingmen gypsum mine has reached the sufficient and necessary condition of instability, which consist with field investigation.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823