刘 洋 何荣兴 任凤玉 张东杰

（1.内蒙古科技大学矿业与煤炭院，内蒙古包头014010；2.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004）

在金属矿床地下开采中，空区引起周边围岩破坏，进而引起地表塌陷和周边出现裂缝，形成陷落区［1，2］。在深部开采中，准确预测地表陷落区的范围，对于优化总图布置、保障生产安全及降低生产成本有着重要意义。为此，任凤玉教授提出临界散体柱理论，即当空区冒透地表后，四周围岩是否发生片落，取决于围岩自身强度与边壁有无侧向支撑力。在强度一定时，如果有侧向支撑力，围岩片落的程度将会受到限制；如果有足够大的侧向支撑力，便不会发生侧向片落，在弓长岭铁矿、小汪沟铁矿及锡林浩特萤石矿的应用中取得了成功［3-5］。

散体侧压力的相对大小常用侧压力系数来表示。大体说来，侧压力系数（即散体侧向压力与垂直压力的比值）是反映散体颗粒流动性的一项指标，其中，著名的理论分析方法有多种：JANSSEN［6］、MARECL和ANDRE REIMBERT［7］、JENIKE［8］及 WALKER［9，10］。但目前关于散体侧压力研究大部分集中于筒仓方面，对于井下放矿对散体侧压力影响的研究很少，不能为放矿情况下临界散体柱高度及地表陷落范围的确定提供有力支撑。本项目在以往散体侧压力分布规律研究基础上，利用散体颗粒流动侧向压力实验系统研究放矿扰动和矿体倾角对散体侧压力的影响规律，并结合矿山实际情况为放矿扰动下地表陷落范围形态的预测提供理论基础。

1 实验设备及过程

1.1 实验设备

本次实验采用吉林省金力实验技术有限公司和东北大学共同设计的散体颗粒流动侧向压力测试系统进行数据采集（如图1所示）［11，12］。……