2.2.4充填體的綜合作用機理
總結上述各種充填體的作用機理認識,可將充填體作用分為三個層面。
1)充填體力學作用機理
充填體充入采場,改變了采場幫壁的應力狀態(tài),使其單軸或雙軸應力狀態(tài)變?yōu)殡p軸或三軸應力狀態(tài),大大提高了圍巖強度,增強了圍巖的自支撐能力。因此,充填體不僅起到支撐作用,更重要的是提高了圍巖自身強度和自支撐能力。
2)充填體結構作用機理
通常巖體中的斷層、節(jié)理裂隙將巖體切割成一系列結構體。這些結構體的組成方式?jīng)Q定了結構體的穩(wěn)定狀況。地下開挖時,巖體原始的結構體系受到破壞,其本來能夠維持平衡和承受載荷的“幾何不變體系”變成了幾何可變體,導致圍巖的連鎖破壞,或稱漸進破壞。采場充填后,盡管充填體的強度不高、承載時變形大,但是它可以起到維護原巖體結構的作用,使圍巖維持穩(wěn)定,避免圍巖結構系統(tǒng)的突變失穩(wěn)。
3)充填體讓壓作用機理
由于充填體變形遠大于原巖體,因此,充填體能夠在維護圍巖系統(tǒng)結構體系的情況下,緩慢讓壓,使其圍巖地壓能夠緩慢釋放(從能量的角度來看,是限制能量釋放的速度);同時,充填體施壓于圍巖,對圍巖起到一種柔性支護的作用。
綜上所述,一般條件下,采場充填體的作用取決于兩個方面:一是圍巖與充填體所構成的組合結構的形式;二是充填體與圍巖的力學與變形特性之比。對于不同的礦體組合形態(tài)、圍巖體結構類型以及采礦順序,這兩方面影響程度不同。因此,充填體作用機理的研究應針對具體礦山的實際情況,并借鑒已有的工程經(jīng)驗進行綜合分析。