基于蠕变试验的浅埋空区群结构时变力学特性研究

来源：黄金科学技术杂志2018年第4期北京时间：

作者：谷中元,周科平

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南省深部金属矿开发与灾害控制重点实验室，湖南 长沙 410083,吉林东北亚国际工程技术集团有限公司，吉林 长春 130000

摘要：空区结构力学特性随时间发生劣化是导致地表塌陷和空区坍塌的重要因素之一。以古马岭金矿浅埋空区群为研究对象，结合矿岩的压缩蠕变试验获取了围岩蠕变模型，利用数值模拟方法研究了该空区群结构时变力学特性。结果显示：矿岩的蠕变力学特性可用Cvisc模型加以描述；空区群形成后，地表岩体和围岩内部的应力和位移均随时间推移而发生变化，表现出显著的时变力学特性；空区群顶板下沉位移随时间加速增长，且中部采空区顶板位移最大，第5年时已达0.24 m，表明采空区顶板会随着时间发展而逐渐坍塌；矿柱两侧均出现随时间增大的横向变形，表面围岩逐渐片落，导致矿柱不断变窄，可能引起空区群发生大规模破坏；地表围岩形成以空区群中部为中心的塌陷区域，且塌陷深度和范围均随时间加速增长，在第5年时达到0.21 m，需要采取措施进行空区治理。

关键词：空区群,时变力学,蠕变试验,地表塌陷,顶板下沉,矿柱破坏

基金资助：国家自然科学基金项目“空区群结构体灾变链演化机制及诱导干扰控制机理研究”(51274253),“裂隙岩体冻融损伤时空演化规律及应用研究”(51474252)