充填采矿优化设计中的综合稳定性评价指标
2011-06-04余伟健高谦
中南大学学报(自然科学版) 2011年8期
余伟健 ,高谦
(1. 湖南科技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南 湘潭,411201;2. 湖南科技大学 能源与安全工程学院,湖南 湘潭,411201;3. 北京科技大学 土木与环境工程学院,北京,100083)
在进行充填采矿的数值分析及优化设计时,主要针对不同的采矿工艺和顺序[1]。而不同的采矿工艺和顺序将直接引起不同的采场围岩或充填体的稳定性。因此,如何针对不同的采矿方案进行围岩和充填体稳定性评价是优化设计的唯一准则。对地下开挖工程的稳定性评价指标,主要有能量指标、位移指标和强度指标[2-8],根据这些指标又提出一些评价新方法,如突变级数法[9-11],空隙量守恒理论[12],投影寻踪权重-属性区间识别[13-14]等。但是,在目前,大部分研究者在进行稳定性评价时,仅仅采用其中1种指标作为标准。对于复杂地质条件下的工程围岩,如只仅仅采用上述任何一种评价指标,就不能准确地反映结构的稳定趋势和变形机理。在围岩的变形机制中,位移较大并不意味着结构整体被破坏,同样,含能较多、强度较高都不意味着结构的稳定。因此,综合应用以上评价指标可以更合理地指导工程设计。在此,本文作者根据能量指标、位移指标和强度指标,提出围岩和充填体能量释放率RER、地表平均沉降率RSD、采场围岩平均收敛率 RDC和采场围岩和充填体平均屈服率 RAF这4个评价指标,并应用于充填采矿的优化设计。
1 充填采场围岩整体稳定性评价指标
1.1 围岩和充填体能量释放率
能量释放在一定程度上反映了岩石工程结构的稳定状态,主要取决于开挖岩体的速率和体积,通常用能量释放率RER作为系统稳定的评价指标。……
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