充填采矿地表裂缝产生机制及岩层移动变形规律的初步研究.pdfVIP

工程技术 充填采矿地表裂缝产生机制及岩层移动变形 规律的初步研究 【摘 要】 【关键词】 多为农田、道路、沟渠。 地表移动与变形极值计算是开采沉陷预计的重要内容。极值的 3．1 确定预计参数 大小反映地表采动的程度和规模，极值的计算准确度很大程度地决 定了整个预计结果的精度。使用有限元数值模拟方法对某地下矿岩 层及地表移动随采矿过程的变化规律和发展趋势进行了研究，对影 响岩层及地表移动的主要因素进行了定量比较、分析，指出该矿浅 部由民采留下的未充填采空区是引起地表沉降和地面建筑物变形、 破坏的主要原因，为采取相应控制措施提供了依据。近年来随着惠 州地区铁矿向深部开采和采矿强度的不断加大，边坡变形破坏速度 逐年在增大，边坡地表多处出现裂缝，由于边坡变形破坏的影响， 导致了变形区域内防洪沟出现了开裂和变形、防洪沟内的钢板渡槽 在地应力的作用下悬空，致使部分水体渗漏。为了确保铁矿边坡的 影响最大下沉速度滞后角的因素很多，主要是岩性、采深和工作 稳定，减缓边坡的变形破坏速度，有效的防止地表水体的渗漏和漫 面推进速度。有的资料说明，在岩性和推进速度变化较小情况下，通 流，充填边坡地表裂缝，并充填边坡洼地，修复边坡表面以避免在 常是采深愈大，滞后角愈大；采深愈小，滞后角愈小。地表出现最大 坡体上积水，及时修复边坡并充填边坡地表裂缝，对露天矿采场的 下沉速度的地点是该时刻地表移动最剧烈的地点。掌握了滞后角的变 正常生产和边坡的稳定都是极为有利的。对地表开采引起的岩体移 化规律，可在工作面推进过程中随时确定地表移动员剧烈的地区。以 动、矿山压力分布和地表沉陷的基本规律进行了研究，所得结果对 上12个参数仅是初步成果，只供参考之用，汇总列入表1中。 现场开采具有一定的指导作用。 3．2 确定最大移动和变形值 目前预计地表移动和变形的方法有多种，下面分类介绍如下： 经验方法是以实测资料为基础，通过对大量实测资料总结和分析， 找出地表移动和变形与地下开采条件的关系，确定预计各种移动和 变形值的函数形式（解析公式、曲线或表格）和计算预计经验公式。 2．1 实地观测法 通过裂缝区调查、测绘与槽探，揭示地表裂缝区范围与特征； 从沉降裂缝区的形成、岩体移动与变形规律及沉降裂缝发展趋势分 析了惠州铁矿区地表裂缝沉降变形规律；由矿区地质构造、围岩应 4．1 主要结论 力分布出发,结合高强度采矿活动的影响,必须之前明确地表裂缝 为明确铁矿深部矿体开采后地表移动区内建（构）筑物的安全 沉降的形成机制及影响因素。在开采前、开采过程中和移动稳定后 性，尝试利用大型通用有限元分析软件 ANSYS 对胶结充填体作用 观测测点的位移，计算出地表在垂直和水平方向上的位移和变形， 下地表的开采沉陷规律进行了模拟，结果表明，厚矿体移动区外， 找出其变化规律，建立地表下沉和变形最大值的经验公式，主断面 薄矿体移动区内的建（构）筑物是安全的；初步揭示了全尾砂（胶 内移动和变形分布的典型曲线或剖面函数，以及移动地内任意点移 结）充填后地表的沉陷规律，指出充填体能有效控制覆岩的变形， 动与变形的计算方法，用 GIS 与 CIS 相结合进行数据处理。此法实 地表的变形很微弱，未出现明显的移动盆地。地下开采范围足够大 用、可靠，并能为其他方法提供依据和检验手段，但工作量大，研 的