基于连续采矿的顶板诱导崩落时变力学特性分析

摘要

时变力学是以随时间变化的力学行为体为研究对象,分析在时变过程行为中的力学特性的一个力学分支.在连续采矿过程中,由于回采的不断推进,采场的几何边界在不断的变化,矿岩力学性质也随着变化(弹塑性材料),使得采矿活动是一种典型的非线性时变力学.从时变力学的理论出发,推导了采矿过程中边界条件变化的数值分析的基本方程.根据某矿基于连续采矿顶板诱导崩落设计方案,建立了弹塑性的非线性时变力学数值计算模型,对无人工诱导崩落条件下的连续采矿进行了数值模拟,其应力结果分析表明,在第3采矿步距下,顶板出现亚平衡临界状态,可以实施人工诱导崩落强扰行为,同时针对诱导行为对诱导崩落预裂与崩顶硐室的位移与安全系数进行分析,表明适时的顶板人工诱导崩落可以安全高效的解决矿山空区处理,确保矿山的安全生产.