于清军，李元辉，刘照朋，纪晓飞，彭康



落矿冲击作用下矿柱结构参数优化与稳定性分析

于清军1, 2，李元辉1，刘照朋3，纪晓飞2，彭康3

(1. 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳，110819；2. 赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司，内蒙古 赤峰，025450；3. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆，400044)

应用理论计算和ABAQUS数值模拟软件对6种桃形矿柱稳定性进行分析。首先，将开采中段划分为4个盘区进行开采；其次，基于结构力学模型，分析6种桃形矿柱参数对巷道在最大冲击力下的最小保护层厚度变化的影响；最后，对桃形矿柱在冲击作用下的巷道残余完整长度与垂高分别进行筛选，并选择桃形矿柱最佳设计方案。研究结果表明：在回采过程中，开采中段顶板受力状态由压应力变为拉应力，间柱压力增大，但顶板和间柱均稳定，未达到破坏强度；桃形矿柱坡度越大，保护层厚度越小；在冲击载荷作用下，坡度越小的桃形矿柱受破坏程度越小，高度越大的矿柱变形能越大；桃形矿柱坡角为 60°、总高为15 m的方案为最佳设计方案。

桃形矿柱；冲击荷载；数值模拟；稳定性分析

目前，急倾斜极厚大矿体开采以崩落采矿法为主，该方法采出矿量占金属矿床开采总量50.0%以上。但该采矿法在开采中存在诸如矿石贫损大、空区下作业安全性差等问题[1−2]。针对采空区稳定性问题，宫凤强等[3]考虑影响采空区稳定性的14项因素，建立各影响因素的未确知测度函数并对采空区危险性进行评价。……