乌兰矿塌陷坑数值模拟与地压监测技术研究

乌兰矿矿区地表为脆弱草原环境，矿区开采环保条件要求严格，开采过程中须确保地表不发生较大位移。本文基于MIDAS/GTS、FLAC3D对乌兰矿塌陷坑进行数值模拟，同时结合地压监测系统获得的数据，对微震与应力数据进行分析，为乌兰矿采空区治理提供数据支撑，为矿山同类型情况提供借鉴。     

浅埋煤层沟壑区塌陷灾害形成机理分析研究

 摘　要: 针对冯家塔煤矿地表沟壑纵横切割和浅埋煤层的特殊采矿、地质、地形条件进行分析,在1201工作面现场调查数据的基础上,结合开采地表塌陷灾害情况,进行了相似材料模拟实验和计算机数值模拟分析,给出了冯家塔煤矿开采引起沟壑边坡崩塌、滑坡灾害的特点和分析了其形成机理,提出了灾害治理措施,为矿区安全生产和可持续发展提供了保障,为同类矿区开采条件下开采沉陷灾害防治提供了可靠科学依据。     

高峰矿区新洲地表塌陷坑综合治理研究

高峰矿区新洲地表塌陷区等是国家特大事故隐患区,其综合治理对矿区环境与安全减灾具有重要意义。通过查明新洲塌陷区状态,从环保与安全的角度研究综合治理方案,并采取了有效的安全措施,进行地表、陷坑和边坡的处理和监控,历经一年多时间的工程施工,投入约600万元,全面实现了地面水沟、边坡和塌陷坑综合处理,为深部开采创造了安全条件。     

塌陷空区治理及稳定性分析

毛坪铅锌矿在采矿活动中,地下空区发生了垮塌,导致矿区地表边坡出现多处塌陷坑及裂缝,危及了地表的安全,影响了井下矿体的回采。对山坡坍陷开展工程地质调查,并分析其成因,提出井下塌陷空区采取充填及封闭处理,对地表塌陷坑进行高、低压注浆加固固结充填体,并清理地表危岩。采用数值模拟的方法,进行了空区治理前及空区治理后的稳定性对比分析。分析结果认为矿山采用的治理方法能够保证矿山地表稳定,保障矿山深部矿体的安全开采。     

煤矿开采诱发岩溶地表塌陷的机理分析

为有效预测与防范我国一些岩溶地区由于煤矿开采诱发的岩溶地表塌陷灾害,以江西丰城矿区坪湖煤矿为工程背景,采用数值模拟、地表移动计算等方法,分析了因采动引起的附加应力扰动导致岩溶塌陷发生的机理和影响因素,确定了岩溶塌陷易发性的评价指标。研究结果表明,地下开采会在岩溶地层产生拉应力,形成拉伸破坏区,对于浅埋溶洞,拉伸破坏区易发展至地表,形成岩溶塌陷,经地表移动计算分析可知,当地表拉伸变形达到1.8 mm/m以上时,地表发生岩溶塌陷的可能性较大。为了防范采动区岩溶塌陷,进行采前岩溶探测和采动影响预测分析十分必要。     

神东矿区开采沉陷及塌陷指数预测

以神东矿区4个工作面开采沉陷实测资料为基础，用开采沉陷学的基本理论和方法给出了神东矿区地面移动变形的5个预计曲线图，总结了该矿区4个矿的地表塌陷和地裂缝的特点，给出了塌陷指数。     

平煤八矿地面塌陷与地裂缝发育特征及危险性评估

实地调查了平顶山矿区八矿井田范围内地面塌陷和地裂缝的分布情况,结合八矿的开采历史、区域地质概况以及目前煤矿的开采情况,阐述了采空区的分布范围与地面塌陷及地裂缝的发育特征的关系。然后分析了八矿井田范围内地面塌陷及地裂缝的展布规律,并对其可能引发的地质灾害进行了危险性评估,提出了针对地面塌陷及地裂缝的防治措施。     

急倾斜煤层地表出现塌陷坑的规律探讨

文中通过某矿急倾斜煤层开采后地表出现塌陷坑的现象，分析了出现塌陷坑的原因和发育规律，为该矿今后生产和规划提供了技术依据．     

高密度电阻率法在煤矿区地表塌陷评估中的应用

营城煤矿由于长期开采,造成了地表塌陷,影响到长吉铁路的正常使用.该文采用高密度电阻率法,对该地质灾害进行了评估,重点评价了营城煤矿地表塌陷对长吉铁路的影响,为煤矿区地表塌陷评估提供了技术支持.     

徐州矿区采煤塌陷存在的问题和对策

针对徐州矿区高潜水位,地面村庄密集,地下赋存煤层多、开采累计厚度大、地表变形和下沉量大等特点,分析了地下煤炭开采引起的大面积塌陷对地表环境造成的严重影响,并对采煤塌陷存在的问题提出了治理对策.     

复合水体下特厚煤层综放开采安全性研究

为解决采空区和地表塌陷积水组成的复合水体下综放开采安全性问题,以灵露煤矿一采区Ⅱ3特厚煤层所面临的由Ⅱ2-1煤层采空积水和地面塌陷积水组成的复合水体下开采为例,采用工程类比和理论分析相结合的方法,计算得出了综放开采覆岩破坏高度以及防水、防砂和防塌安全煤岩柱高度|基于采空区积水区和开采煤层之间的距离与安全煤岩柱高度的差值,采用克里格差值法分别绘制了采空区积水对开采煤层充水、溃砂和防塌的影响图,综合分析了一采区Ⅱ3受顶板复合水体威胁情况,最终评价了复合水体下综放开采的安全性。研究结果表明：一采区开采能满足对地表塌陷积水留设防水安全煤岩柱的要求,地表塌陷水体下特厚煤层综放开采是安全的|对复合水体采取留设安全煤岩柱,物探和钻探疏放水相结合等综合防治水技术措施后,复合水体下综放开采是安全可行的。     

唐山市马家沟矿开采沉陷损坏特征研究

开采沉陷损坏特征研究对于矿区沉降机理分析和生态修复利用至关重要。以唐山市马家沟矿区为例,根据该区域煤炭开采和矾土矿资源赋存特征,结合现场勘测与调查资料,分析了矿区开采沉陷变形损坏 特征。结果表明：急倾斜煤层开采在下山方向地表易形成台阶状非连续变形地裂缝,处于裂缝处的建（构）筑物破坏严重,位于裂缝以外的建（构）筑物破坏轻微,说明开采沉陷在裂缝处发生集中变形;根据物探勘 测,原采动过程中形成的地裂缝随着开采沉陷的稳定绝大部分闭合密实,但个别裂缝仍存在;在急倾斜煤层露头区域,不仅在开采过程中地表出现抽冒塌陷现象,而且开采沉陷稳定若干年后仍可能出现抽冒塌陷现象 。上述分析可为闭坑后的马家沟矿区采空区专项勘察及塌陷土地建设提供基础数据和设计依据,同时对国内类似矿区开采沉陷规律研究及矿区景观生态修复也有一定的参考意义。     

大同矿区坚硬顶板大面积整体切冒分析

针对大同矿区坚硬煤层坚硬顶板及坚硬覆岩介绍了一种特殊的开采沉陷实例,即大同矿区"三硬"条件上覆岩层大面积整体突然切冒。从煤层特征、围岩性质、采煤方法及顶板控制等方面对影响顶板大面积一次性整体切冒的因素进行了详细分析,阐述了坚硬顶板大面积一次性整体切冒的机理,指出了其对井下采场和地表破坏具有突发性、随机性和滞后性。因此对大同矿区开采沉陷的治理具有重要意义。     

露天地下协同采矿充填方法

针对弓长岭铁矿东南区低品位铁矿床平行矿带条件、高落差开采引起的地表塌陷区控制需求,分析了用常规充填法控制地表岩移所面临的产能低与经济效益差等问题,研究了塌陷坑内散体对实体边壁的控制作用,提出了利用临界散体柱原理控制地表塌陷范围的新型充填方式;试验研究了移动散体的结拱条件,揭示了塌陷坑内散体流动的连续性,得出向塌陷坑充填废石不会发生结拱陷落危害的结论;观测分析了塌陷坑壁面的构成,揭示了两帮围岩主要沿结构弱面向塌陷坑片落或滑落的特性,据此提出了沿塌陷坑轴向、径向协同排放废石以防治边壁滑落危害的安全充填技术;此外,地下采用大结构参数无底柱分段崩落法开采,在增大开采强度的同时均衡塌陷坑散体的下降速度,形成了露天地下协同采充方法。理论分析与工业试验表明,该方法可大幅度提高采充生产效率和改善采充作业环境,为急倾斜平行矿带低品位铁矿床环保型高效开采开辟了新途径。     

弓长岭铁矿高落差端部矿体安全开采技术研究

弓长岭铁矿二矿区的中央区地下回采工作面与东南区露天采场的落差高达700 m,且在-220 m水平由中央区向东南区扩采了200 m,因此2区衔接部位有约500 m长的高落差端部矿体处于移动带内,未纳入露天设计开采范围。通过分析端部矿体的赋存条件及岩移危害形式,发现只有地表塌陷坑边壁的片落对端部矿体的开采构成安全危害,据此,运用临界散体柱理论,提出了向地表塌陷坑充填废石的措施,以控制塌陷坑边壁片落,并制定了沿塌陷坑边帮与轴线方向协调排岩的工艺方法,以保障排岩的施工安全。在此基础上,东南区露天采场西侧的端部矿体可以进行开采,可由东南区露天采场向西扩采完成。     

方城县萤石矿塌陷成因及防治对策

通过对方城县萤石矿采空区塌陷的调查研究,对该县萤石矿区地面塌陷的分布特征、地面塌陷的成因机理有了比较系统的认识,并对影响采空塌陷的岩性、地质构造、地下水、开采条件等因素进行了分析,提出了该县萤石矿塌陷的防治对策,力求有效的预防和减少地面塌陷的发生。     

急斜放顶煤开采围岩破坏规律立体模拟研究

通过大型组合堆体立体模拟架，对急斜煤层开采过程中围岩及上覆层变形破坏特征进行了模拟研究．研究发现急斜水平分段放顶煤开采围岩破坏主要向顶煤和顶板两个方向发展．顶煤在冒放过程中可能成拱．随着工作面的推进和顶煤的放出，破坏向上发展．煤层开采后形成的沉陷由最初在地表生成的孔洞发展为孔洞间的贯通．形成塌陷坑．随着塌陷坑周边岩体的垮落，最终形成主要沿顶板及走向发展的深槽形塌陷坑．沉陷表现为反复多次沉陷，塌陷坑内垮落体整体呈现为由底板侧朝顶板侧的台阶式下降分布．     

钟祥市斑竹垱岩溶地面塌陷成因与治理效果分析

钟祥市斑竹垱岩溶地面塌陷是典型的采矿降水疏干影响区地面塌陷。该岩溶地面塌陷的形成与岩溶发育程度、水文地质条件、人类工程活动密切相关,构造破碎带(断裂)促使地下水富集带发育岩溶,岩溶管道和溶洞为塌陷提供空间条件,采矿降水改变疏干区地下水径流途径诱发塌陷形成。采用注浆加固、回填、河床整治、绿化等工程对斑竹垱岩溶地面塌陷区进行综合治理,取得预期建设效果。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。