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基于正交设计的露天转地下空区变形预测及可靠度分析

陈佳耀 , 史秀志 , 周健 , 邱贤阳

中国有色金属学报

科学分析地下采空区稳定性是实现铜绿山露天矿I号矿体残矿安全高效回采的关键,考虑将间柱宽度d、空区跨度D、境界顶柱厚度h、尾砂堆高H等4个影响因素进行正交设计并运用FLAC3D模拟试验,对49组试验结果进行极差、方差及回归拟合分析,并结合安全系数与可靠度指标对残矿回采安全与效益进行评估.结果表明:4个因子与位移量W、安全系数F的拟合度较高,相关系数R2≥0.952,建立一个反映4因素下空区位移W的综合数学预测模型,结合工程应用证明预测模型的有效性;影响采空区稳定性的显著程度依次为H＞d＞h＞D;并对比f0.05与F值,得到重要性排序为H＞d＞ D＞h,且均为不可忽视的重要因素;4个因子可靠度指标在F≥1.7时收敛开始于某值,此时安全系数与可靠度之间可达最优化,且收敛值大小满足H＞d＞h＞D.

关键词: 正交试验 , 可靠度指标 , 数值模拟 , 露天坑堆尾 , 境界顶柱