煤炭学报

作者：王东, 梁祖超, 李广贺, 李雪健, 周志伟,

关键词：分坑开采, 中间桥, 支挡效应, 等效黏聚力, 等效内摩擦角,

露天煤矿分坑开采时，临时中间桥的合理布设与拆除对于控制边坡稳定性极为重要。 为解 决多坑并行剥采时，边坡与中间桥的动态协同设计难题，实现矿山安全生产和经济效益兼顾，对中 间桥支挡效应的定量表征方法与该种效应下的边坡稳定性计算方法进行研究。 将中间桥视为一种 特殊的边坡支挡结构，在构建边坡与中间桥三维力学模型的基础上，结合中间桥与边坡的相对位置 以及自身的空间形态，将中间桥沿边坡倾向划分为 3 个区域，基于摩尔-库伦抗剪强度理论，分区 推导了中间桥三维支挡效应的数学表达式，从理论上揭示了中间桥支挡效应与其断面面积及体积 的定量关系;由中间桥三维支挡效应产生的实质出发，应用合并同类项方式，提出了中间桥三维支 挡效应的二维等效方法，实现了等效黏聚力 cd 与等效内摩擦角 φd 的定量表征，阐明了中间桥空间 形态参数对支挡效应及边坡稳定性的影响规律。 研究结果表明:I区等效黏聚力 cd 即为中间桥底 界面的黏聚力 cj ，II区和III区等效黏聚力 cd 与中间桥底宽 d 呈正相关一次函数关系，各区域等效摩 擦因数 tan φd 均与中间桥底宽 d 呈正相关一次函数关系，与桥高 h、底角 α 的余切呈负相关一次函 数关系;工程示例中边坡稳定系数 Fs 随中间桥桥高 h、底角 α 增大而增大，上升梯度逐渐减小，且与 底宽 d、桥长 b 呈正相关一次函数关系。 成果可应用于露天煤矿中间桥形态参数的动态优化设计 以及中间桥支挡作用下的边坡稳定性治理。

来源：2022年第9期

《煤炭学报》期刊编辑部

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