胶结充填体结构与动力学特性研究及应用

发布时间：2017-12-07 12:04

  本文关键词：胶结充填体结构与动力学特性研究及应用

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【摘要】：充填法较崩落法而言,对于有效控制采场地压、限制地表塌陷优势明显。尤其是嗣后胶结充填法因其能力大、损失贫化小等优点受到国内外大型矿山的青睐。受限于充填站连续造浆能力,嗣后充填法开采形成的大规模采空区很难实现一次性充填完成,造成充填体出现明显的结构现象。同时,开采过程中受爆破振动作用,胶结充填体的力学特性表现尤为复杂。为揭示胶结充填体在结构和动力学影响下的损伤、破坏机理,本文以胶结充填体为研究对象,采用室内实验、理论分析和数值模拟等手段,对胶结充填体力学特性进行深入研究。从充填次数、充填间隔时间和充填面角度等结构特性出发,进行胶结充填体单轴压缩实验。利用不同拟合手段对胶结充填体峰值抗压强度与结构特性关系进行定量表征,并研究了不同结构特性充填体的破坏模式;开展了考虑不同加载速率和SHPB冲击效应的胶结充填体动力学实验,定量表征了胶结充填体峰值抗压强度与动力学特性的函数关系。自制两类岩石与胶结充填体耦合试件,开展了单轴和三轴压缩室内实验,采用理论分析和数值模拟相结合的手段研究其应力-应变关系、声发射振铃计数和能量变化规律,揭示了围岩与充填体相互作用机理。以弹性力学为假设前提,利用半逆解法手段,初步建立了胶结充填体人工矿柱理论力学模型,以大冶铁矿阶段嗣后充填采场为工程背景,深入研究了胶结充填体人工矿柱的水平应力和剪应力的分布规律。最后将研究结论应用于大冶铁矿矿柱回采试验,并从采空区胶结充填质量控制和降低爆破振动影响两方面提出了胶结充填体稳定性控制对策。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD853.343

【参考文献】

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本文编号：1262304