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1、基于突變理論的崩落法轉(zhuǎn)充填法隔離礦柱安全厚度計(jì)算李玉飛收稿日期：2018-04-11基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助（51574183）作者簡(jiǎn)介：李玉飛（1994—），男，內(nèi)蒙古烏海人，碩士研究生，主要從事礦山安全與巖石力學(xué)方面的研究。E-mail：15671565192@163.com，聯(lián)系電話：15671565192。通訊作者簡(jiǎn)介：葉義成（1960—），男，湖北武漢人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事采礦工程和安全工程方面的研究。，葉義成1,2，劉曉云1，羅斌玉1，胡盛棟1，元宙昊1（1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢430081；2.冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖
2、北武漢430081）摘要：崩落法轉(zhuǎn)充填法開(kāi)采過(guò)程中，合理確定隔離礦柱厚度對(duì)保證過(guò)渡采場(chǎng)安全回采具有重要意義。通過(guò)構(gòu)建隔離礦柱力學(xué)模型，分析隔離礦柱破壞特征，建立了隔離礦柱的系統(tǒng)總勢(shì)能關(guān)系式；基于突變理論，推導(dǎo)出隔離礦柱失穩(wěn)的尖點(diǎn)突變模型；根據(jù)尖點(diǎn)突變模型失穩(wěn)的充分條件和必要條件，建立了隔離礦柱安全厚度的計(jì)算模型。將此計(jì)算模型應(yīng)用于研究鄂東某鐵礦無(wú)底柱分段崩落法轉(zhuǎn)充填法隔離礦柱厚度，理論計(jì)算的隔離礦柱厚度取值范圍為15.49~19.36m。在數(shù)值模擬驗(yàn)證和工程試驗(yàn)生產(chǎn)中，取隔離礦柱厚度為17.50m時(shí)，隔離礦柱處于穩(wěn)定狀態(tài)。理論分析和驗(yàn)證結(jié)果表明，突變理論可解釋隔離礦柱失穩(wěn)的非線性動(dòng)力學(xué)特
3、征，隔離礦柱安全厚度計(jì)算模型可為工程設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)和工程指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：突變理論；崩落法轉(zhuǎn)充填法；隔離礦柱；礦柱厚度；總勢(shì)能中圖分類(lèi)號(hào)：X936文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：CalculationonsafetythicknessofpartitionpillarfromcavingmethodtofillingmethodbasedoncatastrophetheoryLIYufei1，YEYicheng1,2，LIUXiaoyun1，LUOBinyu1，HUShengdong1，YUANZhouhao1(1.SchoolofResourceandEnvironmentalEngine
4、ering,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan,Hubei430081,China2.HubeiKeyLaboratoryforEfficientUtilizationandAgglomerationofMetallurgicMineralResources,Wuhan，Hubei430081,China)Abstract：Intheprocessoftransitionfromcavingmethodtofillingmethod,reasonabledeterminationofthethicknessofthepartitionp
5、illarisofgreatsignificancetoensuretheminingsafetyoftransitionstope.First,themechanicalmodelwasestablishedandthefailurecharacteristicofthepartitionpillarwasanalyzed,thesystemtotalpotentialenergyformulaofthepartitionpillarwasestablished.Second,basedoncatastrophetheory,thecuspcatastrophemodelforthei
6、nstabilityofthepartitionpillarwasdeduced.Finally,Accordingtothecuspcatastrophemodelinstabilitysufficientconditionandnecessarycondition,thecalculationmodelofthesafetythicknessofthepartitionpillarwasestablished.Thiscalculationmodelwasappliedtostudythethicknessofthepartitionpillarfromcavingmethodtof
7、illingmethodatanironmineintheeastofHubeiProvince,thetheoreticalcalculationofthethicknessofthepartitionpillarrangedfrom15.49mto19.36m.Intheverificationofnumericalsimulationandtheproductionofengineeringtest,whenthethickn
