2.2.4充填体的综合作用机理
总结上述各种充填体的作用机理认识,可将充填体作用分为三个层面。
1)充填体力学作用机理
充填体充入采场,改变了采场帮壁的应力状态,使其单轴或双轴应力状态变为双轴或三轴应力状态,大大提高了围岩强度,增强了围岩的自支撑能力。因此,充填体不仅起到支撑作用,更重要的是提高了围岩自身强度和自支撑能力。
2)充填体结构作用机理
通常岩体中的断层、节理裂隙将岩体切割成一系列结构体。这些结构体的组成方式决定了结构体的稳定状况。地下开挖时,岩体原始的结构体系受到破坏,其本来能够维持平衡和承受载荷的“几何不变体系”变成了几何可变体,导致围岩的连锁破坏,或称渐进破坏。采场充填后,尽管充填体的强度不高、承载时变形大,但是它可以起到维护原岩体结构的作用,使围岩维持稳定,避免围岩结构系统的突变失稳。
3)充填体让压作用机理
由于充填体变形远大于原岩体,因此,充填体能够在维护围岩系统结构体系的情况下,缓慢让压,使其围岩地压能够缓慢释放(从能量的角度来看,是限制能量释放的速度);同时,充填体施压于围岩,对围岩起到一种柔性支护的作用。
综上所述,一般条件下,采场充填体的作用取决于两个方面:一是围岩与充填体所构成的组合结构的形式;二是充填体与围岩的力学与变形特性之比。对于不同的矿体组合形态、围岩体结构类型以及采矿顺序,这两方面影响程度不同。因此,充填体作用机理的研究应针对具体矿山的实际情况,并借鉴已有的工程经验进行综合分析。