近水平露天煤矿相邻采坑临时中间桥对边坡的支挡效应
王东1
梁祖超1
李广贺1
李雪健2
周志伟2
1.辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新 1230002.神华宝日希勒能源有限公司,内蒙古呼伦贝尔 021008
摘要：露天煤矿分坑开采时,临时中间桥的合理布设与拆除对于控制边坡稳定性极为重要.为解决多坑并行剥采时,边坡与中间桥的动态协同设计难题,实现矿山安全生产和经济效益兼顾,对中间桥支挡效应的定量表征方法与该种效应下的边坡稳定性计算方法进行研究.将中间桥视为一种特殊的边坡支挡结构,在构建边坡与中间桥三维力学模型的基础上,结合中间桥与边坡的相对位置以及自身的空间形态,将中间桥沿边坡倾向划分为3个区域,基于摩尔-库伦抗剪强度理论,分区推导了中间桥三维支挡效应的数学表达式,从理论上揭示了中间桥支挡效应与其断面面积及体积的定量关系;由中间桥三维支挡效应产生的实质出发,应用合并同类项方式,提出了中间桥三维支挡效应的二维等效方法,实现了等效黏聚力cd与等效内摩擦角φd的定量表征,阐明了中间桥空间形态参数对支挡效应及边坡稳定性的影响规律.研究结果表明:I区等效黏聚力cd即为中间桥底界面的黏聚力cj,Ⅱ区和Ⅲ区等效黏聚力cd与中间桥底宽d呈正相关一次函数关系,各区域等效摩擦因数tanφd均与中间桥底宽d呈正相关一次函数关系,与桥高h、底角α的余切呈负相关一次函数关系;工程示例中边坡稳定系数Fs随中间桥桥高h、底角α增大而增大,上升梯度逐渐减小,且与底宽d、桥长b呈正相关一次函数关系.成果可应用于露天煤矿中间桥形态参数的动态优化设计以及中间桥支挡作用下的边坡稳定性治理.
关键词：分坑开采中间桥支挡效应等效黏聚力等效内摩擦角
分类号：TD824(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(51874160)辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目(LNTU20TD-01)
论文发表日期：2022-09-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 3374-3383 )
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