金属矿山地下矿山开采对地表建筑物稳定性影响分析

地下矿山开采过程中产生的采空区会引起地表变形,不同采矿工艺和采矿方法对地表影响范围及影响程度存在差异。对比研究了多种地表变形预测方法,采用数值模拟的方法对某铜矿的开采过程中建筑物地表进行了分析,得到了开采过程中的建筑物地表的变形规律,并对建筑物的稳定性影响范围及大小进行分析,结合相关规范进行了判别与论证得出,采用数值模型地表布置监测点的方法,可以有效的对需要研究的每个建筑物所在位置进行独立的深入的分析其地表变化情况,同时也可以得到大量相关数据,数值模型上布置监测点的方法对于相似矿山地表建筑物稳定性分析具有一定的借鉴意义。     

某萤石矿开采对地表建（构）筑物安全影响研究

新桥萤石矿历经多年建设，在地表4#~6#勘探线范围内陆续建设有办公楼、钢构房车间、车棚、休息室等建筑物。随着地下采矿工作的不断开展，矿区地表出现了一定程度的变化，为探索矿区地表建（构）筑物的安全性，避免矿体压覆影响矿山开采的经济效益，通过布置监测点的方式，沿矿区周边道路布置了5条监测线路，并形成闭合网络，同时在矿区地表重要建筑物拐点布置了若干监测点。结果显示，地表最大变形值位于华翔路和新桥路监测线中，倾斜变形为0.22 mm/m，水平变形为0.02 mm/m，均小于Ⅱ级建筑物保护等级允许范围的规定值，表明矿山在开采过程中对地表建（构）筑物的保护工作取得了较好的效果，为矿山后期开采规划提供了参考依据。     

尾砂胶结充填法对地表建筑设施稳定性影响分析

采用大型有限元模拟软件对矿山开采充填过程进行三维仿真模拟计算,数值模拟结果与现场实测数据基本相符,其地表变形的主要技术指标小于建筑物Ⅰ级变形的要求,证明采用尾砂胶结充填采矿法开采后造成的地表位移对地面建筑设施影响不大,可以保证地表建筑设施的稳定性。     

程潮铁矿矿柱开采地表变形规律及选厂稳定性研究

在国内外矿山浅部矿产资源日益枯竭的严峻形势下,使用合理的采矿方案安全回收开采前期所预留的矿柱成为越来越多矿山解决当前资源危机的主要途径。以程潮铁矿矿柱开采为研究对象,在分析地表移动变形监测数据的基础上,通过数值模拟分析了4种矿柱开采方案对地表重要工业场地及构筑物选厂所在地表稳定性的影响。研究表明:采用无底柱分段崩落法开采-360 m水平以上部分预留矿柱对地表及选厂稳定性影响较小,但采用无底柱分段崩落法开采-360 m~-430 m水平矿柱将导致地表变形量及选厂所在地表沉降急剧增加,并接近地表一级构筑物要求的变形极限;从最大化回收矿石资源、保证地表及重要建筑物安全的角度考虑,建议采用崩落法回收-360 m水平以上矿柱,采用充填法开采-360 m~-430 m范围矿柱,并适当提高充填体强度,加强管理,以尽可能减少矿柱开采对于地表及重要建筑物的影响。     

金川二矿区1#矿体上盘贫矿开采对14行回风井的稳定性影响研究

为探究矿体开采过程对竖井井筒稳定性的影响,选取金川二矿区1#矿体上盘贫矿为研究对象,在分析影响井筒围岩稳定性的主要影响因素和变形破坏机理的基础上,建立金川二矿区1#矿体有限元数值模型,采用数值模拟方法对1#矿体上盘贫矿的实际采充过程进行计算,得到了上盘贫矿开采过程中14行回风井井筒在水平、竖直方向位移和应力分布的情况,根据数值模拟结果推测出井筒最容易发生变形破坏的关键位置,并通过与现场地表监测数据对比分析,验证了数值模拟计算结果的可靠性。此研究可为地下矿山在开采扰动范围内竖井井筒稳定性的判定及返修支护提供有益探索。     

刘楼铜铁(金)矿地下开采对地表建构筑物安全的影响研究

为科学预测刘楼铜铁(金)矿地下开采对地表道路、水闸和民房等建构筑物的安全影响,根据矿山设计资料及开采现状,采用FLAC3D数值模拟软件,对矿山开采过程进行模拟分析,得出了矿山开采结束后地表位移分布情况和位移值.在数值模拟得到的位移数据基础上,通过变形计算公式,得出了矿区地表倾斜、曲率和水平变形值,并绘制了地表变形等值线...     

极分散深部矿体开采对地表及建构筑物的影响分析

地下矿山大规模开采会对周围岩体造成扰动,会出现围岩的变形、开裂或者移动,逐渐对地表及其建构筑物造成威胁。以张家岭整合矿区深部大规模开采对地表及其建构筑物的稳定性影响为研究背景,通过辨识得到张家岭整合矿区影响范围内主要建构筑物的保护等级,进而分析影响地表变形的主要因素,结合实际工程地质条件,采用数值模拟方法,利用3Dmine-FLAC_3^D联合建模分析方法,对张家岭整合矿区深部矿体一期及二期开采后,地表变形及地表构建筑物稳定性进行分析。计算结果表明：一期开采地表移动变形较小,随着二期开采的展开,地表最大竖直位移及最大水平位移逐步增大,其中地表最大沉降为10mm;分析在深部开采结束后, G206国道、尾矿库、竖井、村落、诸河流的地表倾斜、地表曲率及地表水平变形值均满足相关规范要求,因此得出张家岭矿区地下开采对该区域的地表变形影响较弱。     

特厚煤层充填开采地表移动变形研究

利用FLAC~(3D)数值模拟软件建立了充填开采工艺方案的数值模型,将"垂直变形、水平变形、倾斜值和曲率"作为分析地表移动变形的4个指标,并且把模拟结果与相关规程进行对比,研究认为:增子坊矿似膏体巷式充填开采对增子坊村建筑物的最大影响均在二级影响标准内,影响区域均在距村庄50 m之外,范围很小,特厚煤层充填开采对地表变形控制效果显著。     

矿山地下开采对地表铁路安全影响分析

以某铁矿为研究对象,运用类比法和数值模拟的方法,针对矿区地下开采对地表铁路的安全运营影响进行了分析。确定了矿山上下盘及端部岩石移动角,获得了矿山各中段的开采边界。三维数值模拟计算结果表明,矿体开采后引起的地表变形值小于保护等级为I级的建筑物允许变形值,满足要求。     

地下铁矿扩界开采地表影响范围计算

矿山开采过程中往往会形成一定的空区造成地表的沉陷。为确保矿山的安全生产并提供地表影响范围计算的科学依据,针对某铁矿采用胶结充填法采矿需进行扩界开采的工程实际,将该矿的地表影响范围运用概率积分法和FLAC3D数值模拟软件进行预测。在已知该矿9条勘探线矿体形状的基础上,取地表沉陷数值为参考标准计算出地表最大变形区域;以FLAC^3D建立矿山的仿真模型,真实反映矿区的三维地理、地质信息和各地层材料的内在属性,模拟开挖过程中地表变形的动态发展,最终确定地表变形等值线图。由此得出矿区开采中心部位沉降值为18 mm,生产企业周围沉降值cm级以下,居民住房位于2 mm沉降圈以外,扩界开采带来的影响较小。地表监测数据进一步佐证了上述计算的准确性,扩界开采地表沉降范围计算可以指导矿山生产保证安全,有长远的意义。     

板庙子金矿急倾斜薄矿脉深部充填采矿诱发地表沉降影响范围分析

根据板庙子金矿深部急倾斜薄矿脉不连续矿体分布特征,运用3Dmine软件建立矿体实体模型,并应用FLAC3D软件模拟板庙子金矿区范围内22条不连续矿体开采过程,在数值模型中确定位移特征监测点,与矿山地表岩体移动监测数据进行对比分析,确定板庙子金矿深部井下采动对地表沉降影响范围。研究结果表明:对于深部急倾斜薄矿脉不连续矿体,采用上向水平干式充填开采诱发岩体移动及其地表沉降总位移小于3mm,与地表观测结果相一致,该研究结果为类似矿山深部矿体开采移动带圈定提供借鉴意义。     

开采沉陷对高耸建筑物的影响研究

通过分析开采沉陷各种地表移动和变形对建筑物的影响机理以及高耸建筑物的特点,得出地表倾斜是造成高耸建筑物破坏的主要因素.依据高耸建筑物的地表允许和极限变形值,将高耸建筑物的破坏程度划分为轻度、中度和严重破坏三个级别.根据开采沉陷对高耸建筑物的最终影响结果,提出将开采沉陷对高耸建筑物的影响分为第一类影响和第二类影响.讨论了高耸建筑物的保护措施,提出可以借助数值模拟的方法分析高耸建筑物的破坏程度的思想.以概率积分法为预计模型,对112103工作面附近的一个烟囱进行了开采沉陷影响分析.     

某铁矿井下开采岩移对地表铁路的影响分析

铁路紧邻某铁矿地表矿区东侧穿过,距离矿区采矿权边界约161 m。为论证地下开采岩移对地表铁路的影响,建立了矿山开采三维数值分析力学模型和地表变形数值模型,根据浅孔留矿全面法和浅孔房柱采矿法的特点及矿山下行式和后退式的回采顺序,采用有限差分程序,以自重应力场为主,计算分析了矿山开采扰动下的采场与围岩地压活动规律、地表变形规律及对地表铁路的影响。由地表铁路所在处的倾斜值、曲率值和水平变形值,验证了井下开采岩移对地表铁路的影响符合设计规范要求,为矿山安全开采提供了依据。     

某金属矿地下开采地表沉降影响分析

针对某金属矿向深部开采过程中遇到的地表沉降问题，通过建立该矿山全生命周期内矿体数值模型，研究随开采深度的增加，地表沉降对建(构)筑物和上覆岩层稳定性的影响。采用Midas数值模拟方法模拟矿体逐步开挖后，对地表沉降变形进行分析。研究结果表明，当矿体开采到-800 m中段时，在地表形成了近似圆形的沉降盆地，地表建(构)筑物的最大地表沉降量为16.77 mm，最大水平位移为-7.33 mm，地表最大倾斜为-0.041 mm/m，最大曲率为0.036×10^-3 mm/m²，最大水平变形为-0.052 mm/m。地表沉降及变形值均不超过“三下”采矿规范限值，并且矿山采用充填采矿有效控制了井下采动对岩体的移动，地表及建(构)筑物不会出现明显的沉陷问题，对于该矿深部开采对地表沉降影响分析有一定的参考价值。     

风景名胜区下铜矿开采地表沉降安全影响研究

针对地下开采引起的地表沉降问题，结合凤凰山铜矿开采历史及现状，为保障矿区地表凤凰山风景名胜区及建构筑物安全，通过理论计算和数值模拟分析，对凤凰山铜矿充填法开采过程中产生的地表沉降进行综合分析。根据“三带”理论，计算得出了凤凰山铜矿深部开采过程中采空区冒落最大影响高度。利用 FLAC3D软件，对矿山历史和未来开采全过程进行了模拟，得出了矿山开采结束后地表垂直位移和水平位移值。根据提取的位移数据和变形计算公式，计算得出了地表风景区建构筑物附近的倾斜、曲率和水平变形值均在相关规范允许值范围之内，可以保障地表风景区和建构筑物安全，为矿山生产和风景区建设安全提供了理论依据。     

复杂采空区充填开采对地面建筑的影响研究

矿山地下开采引起的围岩应力变化及地表变形影响着地面建筑物的安全。采用ABAQUS有限元软件对金属矿山充填开采引起的岩体变形及地表移动规律进行了研究。以矿山实际开采现状及实测数据为基础，建立了具有复杂空间结构的三维地层模型，利用子程序SIGINI编程施加地应力，采用修正Mohr-Coulomb模型模拟岩体，计算得出：由于围岩力学强度较高，开采引起顶板下沉量相对较小，充填对于控制底鼓具有一定抑制作用；预留矿柱主要承受较大竖向压应力，矿柱尺寸越小压缩量越大；地表充填站位于采空区边缘位置，水平及竖向位移相对较小，地表变形主要集中在采空区中部位置。研究成果可为矿山安全开采提供依据，为地面监测点的选择提供参考。     

某铁矿地下开采对地表设施的稳定性影响分析

为分析矿区地表移动带范围内乡村道路、河流的安全性,基于FLAC3D数值模拟软件建立地下回采模型,对后期矿山正常开采导致地表移动情况进行研究。研究结果:矿山回采对地表道路和河流产生的最大变形值均在安全规程范围内,矿山开采满足安全要求。选择合适的开采方案及可靠的安全保障措施,对于矿山安全高效开采以及类似矿山稳定性分析有一定的参考价值。     

抚顺西露天矿地下开采诱发地表移动变形规律

为研究抚顺西露天矿地下充填开采诱发的地表移动变形规律,采用有限元方法开展数值模拟研究,分析不同采区开挖充填后对地表移动变形规律的影响,得出开采后地表沉降与水平位移值,并计算相应变形值,预测出移动角及地表移动变形影响范围。结果表明:随着采区的不断开采,地表沉降、水平位移以及倾斜变形、曲率、水平变形均不断增大,开采影响范围也逐渐增大,境界线最终确定在N1400左右,即在露天坑内,周围建筑物不会受到影响。     

工作面开采地表移动变形预计及对地表 建筑物影响分析

岳城煤矿拟开采Ⅲ2301和Ⅲ2302工作面,其北部存在部分建筑物。为了分析工作面开采后是否对这些建筑物造成损坏,采用概率积分法,以矿井建立的地表移动观测站的实测资料为基础,根据待采工作面上覆岩层结构和重复采动的影响,对预计参数进行了计算分析,求取了预计参数。通过对待采工作面开采后地表移动和变形进行预计,并对地表建筑物的影响范围及影响程度进行计算分析评价,给出了待采工作面开采后引起的地表移动和变形值和引起建筑物的最大变形值,得到工作面开采后采动影响范围建筑物范围内约30 m,建筑物最大损害等级为Ⅱ级,为准确进行地表移动和变形预计以及附近民房的影响评价奠定了基础,同时对增加建筑物下采煤的安全技术措施提出了建议。     

急倾斜金脉群地下开采岩移规律数值模拟分析研究

为了掌握急倾斜金矿脉地下开采的岩移规律,克服传统岩移角理论在金属矿山的局限性,根据矿山的开采现状,运用有限元数值模拟软件建立了矿山复杂的三维计算模型,对矿山地下开采造成的岩移及地表变形进行分析。分析结果表明,矿山目前的采矿模式产生的地表变形小于相关规范,未对地表建构筑物产生影响,且在开采至一定深度时将不再会对地表产生影响,矿山无需对地表民居进行搬迁,节约大笔资金,对矿山今后发展发挥重要作用。