基于能量法的露天开采下采空区顶板安全厚度研究

李玉飞 叶义成,2 胡南燕 胡盛栋 罗斌玉 元宙昊

(1.武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430081；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081)

我国一些露天开采的老矿区，受开采规划或矿床勘探的影响，在露天开采境界内往往遗留浅埋采空区。露天矿山逐层向下剥离时，采空区覆岩厚度逐渐减小。在地面机械施工荷载作用下，露天矿山下伏采空区顶板安全厚度不足时，将诱发采空区顶板突发性冒落，对采空区上方作业人员和采掘设备构成安全隐患。因此，合理确定采空区顶板安全厚度是保障露天矿安全生产的重要工作。

目前，针对采空区顶板安全厚度的研究取得了较多成果。王树仁等[1]基于Reissner厚板理论，考虑了施工机械的动荷载作用，建立了采空区顶板安全厚度表达式；燕恩科等[2]采用厚度跨比法、普氏压力拱法、鲁佩涅伊特理论和三维数值模拟法联合确定了采空区顶板最小安全厚度；周晓超等[3]基于改进梁模型，推导了地下空区不同跨度下顶板安全厚度；林杭等[4]借鉴边坡稳定性分析的强度折减法，提出了采空区安全顶板预测的厚度折减法；张敏思等[5]采用RFPA数值模拟，获得了采空区顶板发生初始损伤和失稳垮塌时的临界跨度和顶板安全厚度；邓鹏宏等[6]建立了车辆荷载作用下采空区顶板的力学模型，获得了空区顶板安全厚度计算式；何忠明等[7]基于厚度折减理论，采用FLAC3D建立了双层空区数值模型，计算了不同空区跨度下的顶板安全厚度；……