充填开采中采场球应力壳的分布与演化规律

"该研究主要探讨了在充填开采过程中采场球应力壳的分布特点和演化规律，以及它们对采场稳定性的影响。通过引入球应力这一概念，以弥补传统矿压理论在解析采场承载体系上的不足。研究发现，采场围岩中的球应力壳对稳定性起到关键作用，它由低球应力值的应力核区和核外区域构成，且随着工作面的推进表现出明显的阶段性时空演化特征。此外，通过FLAC3D数值模拟，揭示了球应力壳的四个稳定阶段：上壳发展、上壳稳定、下壳发展和应力壳整体稳定。同时，工作面推进距离对球应力壳的影响以及顶底板塑性区与球应力核区域的关系也被详细阐述。" 这篇科研论文深入研究了充填开采中采场的球应力壳现象，这是一种反映岩体三维应力和完整性的力学参数。在传统的矿压理论中，对采场承载结构的分析可能存在局限性，而球应力壳的引入提供了一个新的视角来评估和控制工作面围岩的稳定性。研究表明，采场围岩中存在着一个球应力壳结构，这个结构对整个采场的稳定性至关重要。 论文采用FLAC3D软件建立了一个全应变软化数值模型，用以模拟充填开采中球应力壳的空间分布和演化规律。模型分析结果表明，球应力壳由两个部分组成：低球应力值的应力核区和核外区域。随着工作面的推进，球应力壳经历四个不同的稳定阶段，即上壳的形成与发展、上壳的稳定、下壳的形成与发展，最后达到整体稳定。值得注意的是，在工作面推进距离小于工作面长度时，球应力壳的发展受到开采进度的显著影响，下壳相对于上壳的演化存在明显的滞后性。 此外，顶底板塑性区的破坏范围与球应力核区域的边界一致，两者随工作面推进保持同步协调，破坏模式由下向上、由表及里，由拉伸逐渐转变为剪切。这些发现对于理解采场动态变形、预测潜在的岩体破坏以及制定合理的开采策略具有重要意义。 关键词涵盖了球应力壳的空间结构特性、演化规律和稳定性控制，这些都是充填开采中关键的安全与工程问题。这项研究为未来矿山压力控制和采场设计提供了理论依据，有助于提高充填开采的效率和安全性。