双暴露面的阶段充填体孤柱需求强度模型及影响因素

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.09.022

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 1327-1331.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.09.022

双暴露面的阶段充填体孤柱需求强度模型及影响因素

杨磊^1,2，邱景平¹，孙晓刚¹，邢军¹

(1. 东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819; 2. 皇家墨尔本理工大学工程学院，墨尔本3000)

收稿日期:2017-08-26 修回日期:2017-08-26 出版日期:2018-09-15 发布日期:2018-09-12
通讯作者: 杨磊
作者简介:杨磊(1993-)，男，江西瑞金人，皇家墨尔本理工大学博士研究生；邢军(1967-)，男，辽宁本溪人，东北大学教授.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51774066); 国家重点研发计划项目(2018YFC0604604).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Required Strength Model and Influence Factors of Stage Backfill-Pillar with Double Exposed Faces

YANG Lei^1,2， QIU Jing-ping¹， SUN Xiao-gang¹， XING Jun¹

1. School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. School of Engineering， RMIT University， Melbourne 3000， Australia.

Received:2017-08-26 Revised:2017-08-26 Online:2018-09-15 Published:2018-09-12
Contact: QIU Jing-ping
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摘要/Abstract

摘要： 阶段充填体孤柱侧壁均暴露、处于双轴受力状态，易发生剪切破坏.为合理确定其所需强度值，根据Terzaghi松散地压理论和滑楔体极限平衡理论，建立了孤柱需求强度数学计算模型，分析了需求强度的影响因素.结果表明:阶段充填体孤柱需求强度值与采场埋深和结构参数呈正相关，与充填体内摩擦角、充填体-围岩接触面摩擦系数和摩擦角呈负相关.该研究成果对指导矿山充填配比设计、防止地表塌陷和环境保护等具有现实意义.

关键词: 阶段空场嗣后充填采矿法, 充填体矿柱, 需求强度, 数学模型, 滑楔体模型

Abstract: Stage backfill-pillar with double exposed faces subjected to biaxial loads is prone to shear failure. In order to determine the required strength of backfill reasonably， Terzaghi theory on loosing earth pressure and limit equilibrium theory of sliding wedge were used to build a required strength model of stage backfill-pillar. Influencing factors for the required strength of stage backfill-pillar were analysed. The results show that stope depth and structure parameters have a positive effect on the required strength of stage backfill-pillar， while internal friction angle of backfill， and the coefficient of friction and angle between backfill and surrounding rock have a negative effect on it. The results are of great practical significance in guiding backfilling ratio， preventing ground subsidence and protecting the environment.

Key words: stage subsequent filling mining, backfill-pillar, required strength, mathematical model, wedge model

中图分类号:

TU863

杨磊，邱景平，孙晓刚，邢军. 双暴露面的阶段充填体孤柱需求强度模型及影响因素[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(9): 1327-1331.

YANG Lei ， QIU Jing-ping， SUN Xiao-gang， XING Jun. Required Strength Model and Influence Factors of Stage Backfill-Pillar with Double Exposed Faces[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(9): 1327-1331.

参考文献

[1]Ghirian A，Fall M.Coupled thermo-hydro-mechanical-chemical behaviour of cemented paste backfill in column experiments.part I:physical，hydraulic and thermal processes and characteristics［J］.Engineering Geology，2013，164:195-207.
[2]Yilmaz E，Belem T，Benzaazoua M.Effects of curing and stress conditions on hydromechanical，geotechnical and geochemical properties of cemented paste backfill［J］.Engineering Geology，2014，168:23-37.
[3]Qiu J P，Yang L，Sun X G，et al.Strength characteristics and failure mechanism of cemented super-fine unclassified tailings backfill［J］.Minerals，2017，7(4):58.
[4]Yang Z，Zhai S，Gao Q，et al.Stability analysis of large-scale stope using stage subsequent filling mining method in Sijiaying iron mine［J］.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering，2015，7(1):87-94.
[5]Terzaghi K V.Theoretical soil mechanics［M］.New York:John Wiley and SonsInc，1943:1-299.
[6]Mitchell R J，Olsen R S，Smith J D.Model studies on cemented tailings used in mine backfill［J］.Canadian Geotechnical Journal，2011，19(1):14-28.
[7]蔡嗣经.矿山充填力学基础［M］.北京:冶金工业出版社，2009.(Cai Si-jing.Foundations of mine backfill mechanics［M］.Beijing:Metallurgical Industry Press，2009.)
[8]杨宝贵，孙恒虎，庄百宏.高水固结充填体的自立［J］.有色金属，2000，52(2):7-10.(Yang Bao-gui，Sun Heng-hu，Zhuang Bai-hong.Self-support of high water material solidifying backfill body［J］.Nonferrous Metals，2000，52(2):7-10.)
[9]韩斌，张升学，邓建，等.基于可靠度理论的下向进路充填体强度确定方法［J］.中国矿业大学学报，2006，35(3):372-376.(Han Bin，Zhang Sheng-xue，Deng Jian，et al.Determining method of backfill strength for underhand drift cut and fill stoping based on reliability theory［J］.Journal of China University of Mining & Technology，2006，35(3):372-376.)
[10]Liu Z X，Lan M，Xiao S Y，et al.Damage failure of cemented backfill and its reasonable match with rock mass［J］.Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2015，25(3):954-959.
[11]柯愈贤，王新民，张钦礼，等.基于全尾砂充填体非线性本构模型的深井充填强度指标［J］.东北大学学报(自然科学版)，2017，38(2):280-283.(Ke Yu-xian，Wang Xin-min，Zhang Qin-li，et al.Strength determination of crude tailings backfill in deep mine based on non-linear constitutive model［J］. Journal of Northeastern University(Natural Science)，2017，38(2):280-283.)
[12]Li L，Aubertin M，Belem T.Formulation of a three dimensional analytical solution to evaluate stresses in back-filled vertical narrow openings［J］.Canadian Geotechnical Journal，2005，42(6):1705-1717.
[13]Li L，Aubertin M.A modified solution to assess the required strength of exposed backfill［J］.Canadian Geotechnical Journal，2012，49(8):994-1002.
[14]Li L.Generalized solution for mining backfill design［J］.International Journal of Geomechanics，2013，14(3):04014006.
[15]由希，任凤玉，何荣兴，等.阶段空场嗣后充填胶结充填体抗压强度研究［J］.采矿与安全工程学报，2017，34(1):163-169.(You Xi，Ren Feng-yu，He Rong-xing，et al.Research on compressive strength of cemented filling body in subsequent filling at the stage of open stope［J］.Journal of Mining & Safety Engineering，2017，34(1):163-169.)
[16]魏晓明，李长洪，张立新，等.高阶段嗣后胶结充填体配比参数设计及工程优化［J］.采矿与安全工程学报，2017，34(3):580-586，593.(Wei Xiao-ming，Li Chang-hong，Zhang Li-xin，et al.The ratio parameter design and engineering optimization of high stage delayed cemented backfill［J］.Journal of Mining & Safety Engineering，2017，34(3):580-586，593.)
[17]Li L，Aubertin M.A three-dimensional analysis of the total and effective stresses in submerged backfilled stopes［J］.Geotechnical & Geological Engineering，2009，27(4):559-569.

双暴露面的阶段充填体孤柱需求强度模型及影响因素

Required Strength Model and Influence Factors of Stage Backfill-Pillar with Double Exposed Faces

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[2]	叶翠丽，王娜，庞硕，闫航. 基于改进遗传算法的秸秆还田机刀片功耗优化[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(9): 1290-1298.
[3]	张镭，赵鑫. 金属链式无级变速器动力特性的研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(3): 361-366.
[4]	齐凤升，王子松，李宝宽. 基于加热炉多场耦合传热的板坯加热均匀性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(10): 1413-1418.
[5]	郁肖兵，倪文杰，邹宗树. 富氧高炉综合模型[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(9): 1248-1253.
[6]	周晓光，陈其源，刘振宇，吴思炜. Ti微合金化汽车大梁钢510L动态再结晶行为[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(5): 624-629.
[7]	杨红，李建平，许征，孙涛. AZ31温轧过程变形区温度模拟[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(9): 1247-1250.
[8]	龚殿尧，徐建忠，宋向荣，余四清. 热轧中宽带钢凸度控制模型开发与应用[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(4): 512-516.
[9]	陈立杰，张明耀，康亚栋. 圆柱度误差可视化的理论研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(4): 527-530.
[10]	陈树宗，李旭，彭文，张殿华. 基于数值积分与功率损耗测试的冷轧电机功率模型[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(3): 361-365.
[11]	周晓光，郭洪河，蒋小冬，刘振宇. Ti微合金化Q390高强钢热变形行为研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(12): 1702-1706.
[12]	徐海良，陈旺，赵宏强，徐绍军. 反向扩孔气动冲击器内活塞结构的仿真研究与优化设计[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(9): 1293-1298.
[13]	沈继程，贾涛，刘振宇. 低碳、Ti-V复合微合金化钢的流变应力模型[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(5): 638-642.
[14]	柳政根，储满生，王峥，王宏涛. 高铁铝土矿热压块抗压强度影响因素响应曲面优化[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(9): 1278-1282.
[15]	马明旭，霍晓佩，刘公雨，孔祥伟. 基于圆柱弹簧制动能量回收的车辆制动特性[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(2): 259-263.