爆破作用下影響礦柱穩(wěn)定性的多因素聯(lián)合分析

胡剛 費鴻祿 郭玉新 王振達(dá)

[摘要]為了保證爆破載荷下礦柱的穩(wěn)定性，采用現(xiàn)場監(jiān)測試驗和數(shù)值模擬分析相結(jié)合的方法，基于ANSYS/LS-DYWA有限元軟件建立了礦體開采模型。通過對比試驗與模擬的振速時程曲線，確定了數(shù)值模型的可靠性。研究爆破作用下礦柱的應(yīng)力峰值和作用范闈的變化規(guī)律，以及兩者聯(lián)合作用對礦柱穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：地下礦山采用平行排列布孔進(jìn)行爆破施工時，礦柱受水平方向振動作用強烈；當(dāng)?shù)V柱與爆源的距離小于10 m時，礦柱的拉應(yīng)力峰值為9.03 MPa，疊加空氣沖擊波的作用容易導(dǎo)致礦柱發(fā)生破壞；隨著應(yīng)力作用范圍的遞減，應(yīng)力主要集中在礦柱的頂部或底部。建議保留礦柱為雙曲面型，且增加礦柱的防護(hù)。

[關(guān)鍵詞]爆破；礦柱；應(yīng)力；穩(wěn)定性；數(shù)值模擬；房柱采礦法

[分類號]TD235

０ 引言

房柱采礦法是我國金屬、非金屬礦山水平或緩傾斜礦體開采的主要施工方法[１]，作為房柱采礦法的關(guān)鍵組成部分，礦柱的穩(wěn)定性是維系礦山安全生產(chǎn)的重要因素[２]，針對礦柱穩(wěn)定性的問題，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究[３￣５] 。劉洪強等[６] 運用斷裂力學(xué)和突變理論建立了礦柱失穩(wěn)模型，分析了空場法采礦時礦柱的破壞規(guī)律，李夕兵等[７] 采用ＦＬＡＣ３Ｄ 有限差分程序分析了深部礦柱在承受高靜載應(yīng)力時的力學(xué)響應(yīng)特