金川二矿区地表裂缝沉降变化规律及形成机制分析

我国最大的充填法开采矿山?金川二矿区在采用胶结充填采矿法开采18年后发现了大范围的山体开裂和地表裂缝,引起了人们的关注。因此,研究充填法开采矿山地表裂缝沉降变化规律及形成机制成为一项重要课题。以实地踏勘调查与地表GPS监测的长期现场数据为依据,阐述了金川二矿区自2000年2月以来呈现大范围地表岩体沉降开裂的现象。通过裂缝区调查、测绘与槽探,揭示了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金川二矿区地表裂缝沉降变形规律;由矿区地质构造、围岩应力分布出发,结合高强度采矿活动的影响,探讨了地表裂缝沉降的形成机制及影响因素。最后,对金川二矿区地表沉降开裂现象提出了认识与建议。     

充填采矿法引起的地表变形数值模拟研究

胶结充填采矿法开采急倾斜矿体对地表的影响与其他采矿方法不同，有着自己的规律。本研究利用FLAC3D数值模拟软件对金川充填采矿法引起的地表变形进行了研究，提出了金川二矿区地表变形的一般规律，初步得出金川二矿区地表裂缝的产生是由于采矿所引起的结论；并且解释了地表裂缝的出现滞后于开采的现象；对计算结果用GPS测量结果进行了校合，验证了计算的可靠性；最后，研究了充填体弹性模量对地表沉降的影响。     

金川二矿区地表开裂过程的数值模拟

基于平面应变弹塑性理论建立的有限元模型,利用死单元表示矿体采空区域的方法,数值模拟了金川二矿区1号矿体开采过程中地表裂缝形成和发展的全过程,并对地表裂缝的进一步发展作了预测,模拟得到的地表开裂时间和地表裂缝分布范围均与实际相符。通过分析采矿过程中矿区岩体的应力变化,半定量地给出了地表开裂的力学原因。     

程潮铁矿井区变形监测分析及处置建议

程潮铁矿东主井和西风井区相继出现地表裂缝和井筒开裂现象,且地表裂缝范围在不断扩大,已经对东主井和西风井的结构安全构成威胁。为此,主要依据井筒开裂和地表裂缝的现场调查以及在变形监测的基础上,对井筒结构及地基变形开裂的岩体力学机理进行分析,探讨了东主井和西风井井区地表变形和井筒开裂的成因,得出地下水疏干和地下采矿是引起地表变形和地面塌陷现象的直接原因,而矿区工程地质构造和水文地质条件等对地表变形特征产生影响,并提出了相应的减缓井区地表变形的措施。     

高构造应力下充填采矿引起的地表变形规律

为了揭示高构造应力复杂环境下充填采矿诱发的地表变形规律及内在机理,以金川二矿区为工程背景,借助数值计算、现场监测及理论分析等手段,对二矿区地表沉降变形规律的时空演化过程进行研究。结果表明：构造应力环境下充填采矿引起的地表垂直变形经历了萌芽、分化及发展阶段,地表由起初的整体沉陷变形逐渐演化为一个下沉变形区域和一个上升变形区域,且后续矿体回采,将进一步促进地表位移上升区域的发育,但下沉变形逐步趋于稳定,这与自重应力型矿山地表沉陷特征存在本质的区别。水平构造应力、围岩的力学性质、充填体等的共同作用则是产生地表上升变形的内在动力。     

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。     

基于FLAC3D的复杂空区对地表公路影响研究

为了研究矿山复杂空区群对地表公路的影响,以某矿山开采实际为背景,利用FLAC3D建立模型,分析穿过该矿区地表的两条公路在受空区群影响下的沉降变形特点,得出了其变形影响规律,并预测了最终地表沉降量,结果表明,当前开采情况下采空区不影响地表公路正常运行,但沉降引起的路面起伏及坡度变化等问题需予以关注,该研究方法可供类似研究借鉴。     

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。     

金川龙首矿充填采矿与地表沉降规律探讨

金川龙首矿采用下向水平分层六角形进路式充填采矿法,采用双中段大盘区同时回采的模式。应用FLAC^3D数值分析软件,探讨了龙首矿进路式采矿及充填对地表下沉的影响规律。通过对开挖区地表11个监测点的位移监控,得出了地表变形不仅存在着沉降运动,还伴随着复杂的拱起变形等结论,同时探讨了矿山应重点监测区域,为防止地表大范围变形破坏提供了理论依据与技术指导方向。     

急倾斜矿体分步充填开采对地表沉陷的影响

为了研究金川镍矿急倾斜矿体利用充填法开采出现的地面沉陷问题,基于三矿区多期地表岩移GPS监测数据,阐明了F17以东地下开采引起地表岩体移动的总体显现特征,在此基础上,分析了出矿量和地表沉陷盆地体积之间的关系,运用ADINA软件,对不同充填开采条件下围岩应力场、位移场变化特征进行了探讨.研究结果表明:三矿区地表沉陷盆地正在形成,其几何形态明显受到控矿断层的控制;当矿体几何形态和采矿方式较稳定时,地表沉陷盆地体积(T)和矿山出矿量(Q)在一定时段内具有一定的相关关系;影响地表沉陷的主要因素是从开采进路形成至充填阶段的围岩收敛变形和间柱的采断;多进路开采较单进路开采条件下的地表沉陷量大.