深部非爆卸荷帷幕的等效力学作用研究

于世波，杨小聪，王志修，原 野

(1.矿冶科技集团有限公司，北京 102628；2.北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083)

随着一大批矿山转向深部开采实践，中国硬岩矿山已经逐步进入深部开采阶段。深部开采中重大安全隐患之一是岩爆动力灾害引起的各种暴力破坏事故[1-2]。许多矿山在浅部开采时，沿用浅部开采的思路，导致大量的浅部残留矿柱处于高应力、极高应力状态，这些残留矿柱是最容易发展成为岩爆动力灾害的主要危险源，迫切需要针对性的处理方式进行对症处理从而对其进行安全解危。最常用方法为在垂直最大主应力方向上采用爆破的方式形成切缝帷幕[2-5]，降低矿柱中的主应力水平，从而降低矿柱的岩爆应力风险。事实证明，这种方法在大多数情况下确实是一种行之有效的方法，但在现实生产中，还面对一些高应力高风险的残留矿柱不允许使用爆破方式进行解危的情况，除了人工制造非爆卸荷帷幕并没有其他可行的方式可用，而这种非爆卸荷帷幕的人工制造原理是使用密集排孔，充分利用深部高应力及其诱导应力集中的作用，使排孔内部的孔与孔之间岩体发生屈服，从而形成应力隔断帷幕线，即所谓的非爆卸荷帷幕。

应该说，非爆卸荷帷幕从原理上来说是有科学依据的，但是其起效机制及力学作用仍然不清晰，本文通过理论分析优选帷幕排孔内部孔间距离，采用数值模拟方法，建立非爆卸荷帷幕和对应的爆破切缝帷幕模型，通过非爆卸荷帷幕爆破切缝帷幕应力场和碎裂不稳定区对比分析，探索深部非爆卸荷帷幕的等效力学作用，为深部高应力高风险矿柱的工程处理提供理论支撑。……