多层矿协同开采顶板稳定性研究

池秀文^1,2，汪宗英¹，王其洲^1,2，任高峰^1,2，刘敏^3,1

1. 武汉理工大学资源与环境工程学院2. 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室3. 北京博鼎诚工程设计有限公司涿州分公司

摘 要：针对多层矿矿体赋存重叠,上下开采重复扰动,岩层稳定逐层下降等问题,采用协同开采以减少多层开采对顶板稳定性的影响。基于能量释放理论,计算采场顶板和侧帮的能量释放率,确定采场顶板失稳时能量释放规律,通过面能量释放计算顶板极限跨距。通过组合岩梁和第n层岩层对第一层岩层的载荷,计算顶板极限跨距,并与能量释放顶板极限跨距比较,判断顶板稳定性。同时,建立分层开采顶板梁模型和薄板模型,得到梁模型顶板最大拉应力与分层厚度的关系,分析顶板岩层和相邻矿层厚度对顶板稳定性的影响;通过薄板模型建立多层矿采场顶板挠度和应力解析式,揭示薄顶板的应力分布规律。

关键词：多层矿体;协同开采;顶板;能量释放;顶板梁;