进路法回采顶柱人工假顶的稳定性分析
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（ 中南太学） 摘 要
刘国富 王剑波
（ 山东新 城金矿 ）
针对用进路法 回采顶 柱的人工假 顶暴露形状 为矩 形的矿 山地 下结构 ， 应用 薄板理 论和能量原理 对其
稳 定性进 行分析。通过建立进路结构力学模型 ， 得出了假顶 变形 阶段 的挠曲 、 应力 与假顶 的强度 、 力及 工程尺 寸 受 等参数的关系式 ， 并具体应用于 新城金 矿的顶柱 回采实 践中 ， 结果表 明： 运用该理论方法 分析采场稳定性 在生产 实
矿石 的 回收率 将 具 有 十 分 重要 的意 义 。因此 ， 采 可
２ 假 顶 的挠 曲变形 （ ）对 于 四边 固支的矩形 薄 板 可 以采 用李兹 法 １ （ ｔ） Ｒｉ 求解 。假 设板 中面 的挠 面 函数 ｗ 为 ｚ Ｗ ＝ Ａ（ １一ｏｓ ￣ ） １一。ｓ ０ ｒ （ ２ｏ ｒ 。 式中， 。为进 路宽 度 ； ｂ为进路 长度 。 显然 满 足边 界条件 Ｈ ｏ＝ Ｈ ＝ ｗ ＝ ： ： ：
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薄板 理论 和 能量原 理早 已成为地 下工 程结构 的
一
Hale Waihona Puke 种研究 手段 ， 应 用 于进 路 开采 的稳 定性 研 究 还 但
力和垂直应力作用下发生弯 曲， 当应力达到强度临 界值时 发 生 断 裂 破 坏 。设 ｙ 为 进路 走 向 ， ｈ为 板
厚 ， ｙ、 向的位移 分 别为 “、 。 ｘ、 ｚ方 、 人工假 顶荷 载条件 为 ： 既承受 来 自上方 的垂 直应 力 ， 又承受 水平 应 力 的作 用 。 同时 ， 在顶 板 发 生 变 形过 程 中 ， 顶 层 假
很 少。对 于进 路 法 回采顶 底 柱 ， 人 工 假 顶 在上 中 其 段开采 时 未受 到采 动破 坏 ， 进 路 暴露 的 顶板 长 度 而
一
般 几 十米 ， 宽度 ２ ５ ４ ０ｍ， ．～ ． 厚度 与进 路 方 向上
的最 小 尺寸 的 比值为 ｌ５ ｌ８ 因而可把 人工 假 顶 ／～ ／， 看成 是 连续 、 均质 、 向 同性 、 合 弹 性 力 学假 设 条 各 符
维普资讯
Ｓ ｒ ｓＮｏ ３ ０ ｅｉ ｅ １ Ａｐ ｌ ２ ０ ｉ ｆ ０ ２
金
属
矿
山
Ｍ口ｒ ＡＬ Ｉ Ｍ ＮＥ
总 第 ３０期 １ ２ ０ 年 第 ４期 ０２
进 路 法 回 采 顶 柱 人 工 假 顶 的 稳 定 性 分 析
赵伏军 李夕兵 赵国彦
间存在粘结力以阻碍顶板产生弯曲变形 。 设水平 载 荷 、 直载 荷 、 结 力 均 匀分 布 ， 度 分 别 为 Ｐ、 、 垂 粘 集 ｑ
Ｃ ０
件的弹性矩形薄板。薄板理论和能量原理在解决许 多工 程实 际 问题 中 能 给 出足 够 精 确 的解 ， 足工 程 满 要求， 可作 为工程设 计的理论依据。该理论对于指 导 金属 矿 山地下 开 采 ， 全 、 安 经济 地 回采 矿 石 ， 高 提
际中具有很好的指导作用 。 关键词 进路 回采 人 工假 顶 薄板 结构 稳定性
Ｓ ａ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｔｆｃａ ｏ ｉ ｔ ｔ ｐ ｎ ｆＣｒ ｗ ｌ ｒ ｔ ｂ ｌ ｙ Ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ Ａｒ ｉ ｉ ｌＲｏ ｆｉ Ｄｒ ｆ ｏ ｉｇ ｏ ｏ ｎ Ｐｉ ａ ｉ ｉ ｎ Ｓ ｌ
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刘国富 王剑波
（ 山东新 城金矿 ）
针对用进路法 回采顶 柱的人工假 顶暴露形状 为矩 形的矿 山地 下结构 ， 应用 薄板理 论和能量原理 对其
稳 定性进 行分析。通过建立进路结构力学模型 ， 得出了假顶 变形 阶段 的挠曲 、 应力 与假顶 的强度 、 力及 工程尺 寸 受 等参数的关系式 ， 并具体应用于 新城金 矿的顶柱 回采实 践中 ， 结果表 明： 运用该理论方法 分析采场稳定性 在生产 实
矿石 的 回收率 将 具 有 十 分 重要 的意 义 。因此 ， 采 可
２ 假 顶 的挠 曲变形 （ ）对 于 四边 固支的矩形 薄 板 可 以采 用李兹 法 １ （ ｔ） Ｒｉ 求解 。假 设板 中面 的挠 面 函数 ｗ 为 ｚ Ｗ ＝ Ａ（ １一ｏｓ ￣ ） １一。ｓ ０ ｒ （ ２ｏ ｒ 。 式中， 。为进 路宽 度 ； ｂ为进路 长度 。 显然 满 足边 界条件 Ｈ ｏ＝ Ｈ ＝ ｗ ＝ ： ： ：
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般 几 十米 ， 宽度 ２ ５ ４ ０ｍ， ．～ ． 厚度 与进 路 方 向上
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Ｓ ｒ ｓＮｏ ３ ０ ｅｉ ｅ １ Ａｐ ｌ ２ ０ ｉ ｆ ０ ２
金
属
矿
山
Ｍ口ｒ ＡＬ Ｉ Ｍ ＮＥ
总 第 ３０期 １ ２ ０ 年 第 ４期 ０２
进 路 法 回 采 顶 柱 人 工 假 顶 的 稳 定 性 分 析
赵伏军 李夕兵 赵国彦
间存在粘结力以阻碍顶板产生弯曲变形 。 设水平 载 荷 、 直载 荷 、 结 力 均 匀分 布 ， 度 分 别 为 Ｐ、 、 垂 粘 集 ｑ
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件的弹性矩形薄板。薄板理论和能量原理在解决许 多工 程实 际 问题 中 能 给 出足 够 精 确 的解 ， 足工 程 满 要求， 可作 为工程设 计的理论依据。该理论对于指 导 金属 矿 山地下 开 采 ， 全 、 安 经济 地 回采 矿 石 ， 高 提
际中具有很好的指导作用 。 关键词 进路 回采 人 工假 顶 薄板 结构 稳定性
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