循环爆破累积损伤诱发似层状铝土矿采空区群失稳机制

作者:姜立春; 沈彬彬; 陈敏
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为了研究层状铝土矿采空区群在循环爆破累积损伤下的失稳机理,借鉴结构力学的理论和方法,建立了采空区群铝土矿的结构模型,建立了采空区群位移函数,介绍了爆破应力波的损伤因子Dn和表征爆破荷载对岩体的损伤效应,并利用数值模拟和现场监测数据验证了计算结果的可靠性。结果表明,当相邻采矿区场爆源和采空区之间的距离和炸药当量一定时,柱体最大应力、顶板最大应力和顶板位移随爆破次数的增加而增大。当爆破次数小于12次时,采空区的顶板和立柱的最大应力小于其极限张力和压力,且顶板位移在允许范围内,采空区处于稳定状态。当爆破次数为13~15次时,顶板位移超过允许位移阈值6.5mm,采空区顶板和柱间处于稳定状态,采空区处于亚稳定状态。当爆破次数超过16次时,柱间和顶板处于不稳定状态,采空区处于不稳定状态。计算结果与理论结果相似。在临近采场开采的后期,采空区多次发生顶板失稳和坍塌事故,验证了理论分析结果的可靠性。