红岭铅锌矿顶板稳定性：时间效应下的Reissner理论与蠕变损伤研究

本文主要探讨了"考虑时间效应的采空区顶板稳定性分析"这一主题，针对红岭铅锌矿的实际开采情况，研究者采用了Reissner厚板理论来建立采场顶板的力学模型。Reissner理论是一种在结构力学中广泛应用于处理薄板和厚板问题的理论，它考虑了板的局部弯曲效应，这对于理解和预测顶板在不同受力状态下的行为至关重要。 作者首先针对顶板的不同边界条件，如固支（边界完全固定）和简支（一端固定，另一端自由）两种情况，推导出了相应的内部最大应力、弯矩和挠度方程。在固支条件下，顶板的最大弯矩和应力出现在四个角点，表明这些位置最先受到损伤，具体来说，长边中点的损伤孕育时间为110.32天，而短边中点的损伤孕育时间为121.19天，损伤会沿着边缘向外扩散。而在简支条件下，顶板的最大弯矩和应力位于中心，此时中点的损伤孕育时间缩短至49.89天，这意味着必须在这个时间内完成采空区的充填以保持顶板的稳定性。 接下来，研究者运用Kachanov蠕变损伤理论，构建了一个适用于采矿工程的采场顶板蠕变损伤模型。蠕变损伤是长期受力作用下材料性能逐渐退化的现象，对于顶板稳定性评估非常重要。通过该模型，作者深入剖析了顶板损伤失稳的时间特性，发现顶板损伤孕育时间与顶板厚度成正比，即厚度较大的顶板需要更长时间才会出现显著损伤；同时，顶板损伤孕育时间与上覆岩层压力成反比，即压力越大，顶板损坏的风险越快。 总结来说，这篇论文提供了关于如何在实际采矿过程中合理安排顶板管理策略的重要依据，包括了解不同边界条件下的顶板力学行为，以及如何通过计算损伤孕育时间来指导采空区的充填和维护，以确保矿山开采过程中的顶板稳定性和安全性。这对于矿产开采行业的工程实践具有重要的参考价值。