基于中厚板理論的深部崩落轉充填隔離礦柱穩定性分析

摘要：在金屬礦山崩落轉充填開采過程中,隔離礦柱作為淺部向深部延伸的銜接部分,其合理尺寸的留設對于實現礦山安全高效回采具有重要意義.針對內蒙古某鉛鋅礦深部崩落轉充填開采這一實際情況,對水平隔離礦柱建立了厚板力學模型.考慮到連續板聯結處的彎矩不可忽略,基于中厚板理論推導得出了對邊簡支對邊固支條件下的應力表達式.采用前處理軟件HyperMesh構建礦區高精度六面體網格模型,并將礦區三維地質模型導入有限差分軟件FLAC3D之中,以705中段及上部圍巖塑性區體積為依據近似得出作用在隔離礦柱之上的均布荷載,并應用最大拉應力理論計算出隔離礦柱安全厚度為20m.利用數值模擬軟件分析了所留水平隔離礦柱的力學行為及其穩定性.結果表明:隔離礦柱沉降值與塑性區均控制在容許范圍之內,穩定性良好,驗證了所留隔離礦柱厚度的合理性.