本文關(guān)鍵詞：膠結(jié)充填體結(jié)構(gòu)與動力學特性研究及應用

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【摘要】：充填法較崩落法而言,對于有效控制采場地壓、限制地表塌陷優(yōu)勢明顯。尤其是嗣后膠結(jié)充填法因其能力大、損失貧化小等優(yōu)點受到國內(nèi)外大型礦山的青睞。受限于充填站連續(xù)造漿能力,嗣后充填法開采形成的大規(guī)模采空區(qū)很難實現(xiàn)一次性充填完成,造成充填體出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。同時,開采過程中受爆破振動作用,膠結(jié)充填體的力學特性表現(xiàn)尤為復雜。為揭示膠結(jié)充填體在結(jié)構(gòu)和動力學影響下的損傷、破壞機理,本文以膠結(jié)充填體為研究對象,采用室內(nèi)實驗、理論分析和數(shù)值模擬等手段,對膠結(jié)充填體力學特性進行深入研究。從充填次數(shù)、充填間隔時間和充填面角度等結(jié)構(gòu)特性出發(fā),進行膠結(jié)充填體單軸壓縮實驗。利用不同擬合手段對膠結(jié)充填體峰值抗壓強度與結(jié)構(gòu)特性關(guān)系進行定量表征,并研究了不同結(jié)構(gòu)特性充填體的破壞模式;開展了考慮不同加載速率和SHPB沖擊效應的膠結(jié)充填體動力學實驗,定量表征了膠結(jié)充填體峰值抗壓強度與動力學特性的函數(shù)關(guān)系。自制兩類巖石與膠結(jié)充填體耦合試件,開展了單軸和三軸壓縮室內(nèi)實驗,采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的手段研究其應力-應變關(guān)系、聲發(fā)射振鈴計數(shù)和能量變化規(guī)律,揭示了圍巖與充填體相互作用機理。以彈性力學為假設(shè)前提,利用半逆解法手段,初步建立了膠結(jié)充填體人工礦柱理論力學模型,以大冶鐵礦階段嗣后充填采場為工程背景,深入研究了膠結(jié)充填體人工礦柱的水平應力和剪應力的分布規(guī)律。最后將研究結(jié)論應用于大冶鐵礦礦柱回采試驗,并從采空區(qū)膠結(jié)充填質(zhì)量控制和降低爆破振動影響兩方面提出了膠結(jié)充填體穩(wěn)定性控制對策。
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD853.343

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本文編號：1262304