某矿山地下采空区对地表稳定性的影响研究

矿山地下采空区的存在,给地表居民带来巨大的安全隐患。本文应用FLAC3D数值模拟软件建立了湖南某矿山地下采空区模型,进行了数值模拟计算,并采用自编接口程序,绘制了模型剖面位移等值线等图,进而对该采空区对地面沉降的影响进行了分析研究。分析结果表明,采空区顶板的变形对地表有较显著的影响,必须立即进行处理。文中最后还提出了合理的采空区处理措施,以保障后续开采工作顺利、安全地进行。     

采空区对地表窑洞稳定性的影响研究

煤矿开采必然会引起地表建筑物的沉降变形,若沉降量超出规定范围,将会导致窑洞的变形破坏。为分析采空区对地表窑洞稳定性的影响,本文利用FLAC3D软件,研究了地表窑洞受采空区影响时的沉降变形与破坏规律。结果表明:窑洞受采空区影响时,从拱顶至底部沉降量逐渐减小;窑洞沉降量随开采厚度和工作面推进度的增大而增大,但随开采深度的增大而减小;窑洞位于采空区中央正上方时沉降量最大,而位于采空区边界上方时,窑洞的不均匀沉降最明显;煤矿开采后及时填充,可利于提高窑洞稳定性。本文结论为研究采空区对地表建筑物的影响提供了参考。     

采空区失稳导致的地表塌陷处置措施研究

针对采空区失稳导致的地表塌陷问题,采用Hoek-Brown强度准则确定某矿宏观岩体力学参数,通过FLAC3D 数值模拟研究,圈定出地表移动范围并进行安全监测,提出采用选矿厂全尾砂胶结充填塌陷区域及采空区的处置措施,有效解决地表陷落、采空区存在的安全隐患问题及尾砂排放带来的安全环保问题,实现矿山的绿色开采。     

基于GIS技术的煤矿采空区地表塌陷危险性评判

依据野外调查,文章分析了青岛—兰州高速公路邯郸至涉县段线路所经过的北八特采空区地表塌陷特征和影响因素,确定了采空区地面塌陷危险性的评价指标和隶属度,进而通过专家权法对评价指标进行赋值,运用GIS的叠加、空间分析等功能,从地表沉陷和空洞两方面综合评判了北八特采家区地表塌陷危险性。评判结果表明,地面塌陷危险区主要分布在K123 450~K123 700、K123 825~K124 150、K124 750~K124 950段,采空区对拟建高速危害大,必须对此段进行采空区处理。     

地下复杂采空区引起地表塌陷渐进发展过程数值模拟研究

为了得到查干敖包铁锌矿塌陷区渐进发展情况,以现场调查为基础,建立含地下采空区、塌陷坑三维数值分析模型,模拟矿体开采情况,得到了塌陷区位移与塑性区分布情况。研究结果表明: 塌陷坑东西南三侧形成了陡立的岩体临空面,主要以倾倒形式破坏垮塌,不断向岩体临空面后侧发展; 塌陷坑北侧目前已形成了滑坡,主要以弧形滑坡形式向后侧发展; 随着地下矿体的开采,塌陷区逐渐扩大,主要发展方向为西及北西向,上盘岩体会逐渐垮塌崩落; 以塌陷区现状为基础,当井下矿体开采完毕后,上盘岩体垮塌崩落范围预测为长轴412 m、短轴312 m的椭圆形; 现有塌陷区岩体以及上盘岩体均有塑性区分布,现有塌陷坑会进一步垮塌崩落,且发展方向为上盘塑性区分布的方向。通过数值模拟分析得到的塌陷区发展方向与通过现场调查分析的结论一致。研究结果可为塌陷区治理设计提供参考。     

仪高差测距法在采空区塌陷预报中的应用

在山区地形人员不能进入监测区的情况下，提出了仪高差测距监测方法。该方法简便可靠２，已经以地表沉降观测中得到应用。提高仪高差测距法精度的措施是使用高精度测量仪器、精确测量仪器高差，用计算机处理数据和尽可能地加大二测回之间的高差。     

石人嶂矿莲花山采空区塌陷影响分析研究

石人嶂 矿 经 近 百 年 开 采,已 在 莲 花 山 形 成 沿 山 脊 长 １１００m,深６００m 的地下采区,其中包括大量的采空区.为 计算分析莲花山稳定性状态及采空区塌陷后山体滑坡对山 下的影响范围,采用无人机地表测量,地球物理探测及三维 激光扫描等手段,建立莲花山整体地表模型,并通过地震物 探法确定了６处疑似采空区,随后成功构建了计算模型.在 此基础上建立３个计算剖面,分别计算各个剖面的山体位移 和安全系数,以及滚石的滚落距离和回弹高度,确定了山顶 采空区塌陷后对山下的影响范围.研究成果为矿山生产、生 活场地布置提供了可靠依据.     

注浆法在治理煤矿采空区塌陷工程中的应用

介绍了浅孔高压注浆法封堵充填采空区塌陷引起的地表沉降，对处理相应的地质灾害具有一定的参考和借鉴作用。     

基于FLAC~(3D)的地表坡度对地表移动变形影响的研究

采用FLAC3D数值模拟方法,模拟了不同坡度下的地表移动变形,总结岩体在不同坡度下的移动变形特征。结果表明:地表坡度的增加使主断面最大下沉值不断增加,地表2个最大水平位移值之间的差值逐步增大,最大下沉点偏坡底方向,坡体坡度的增大会使坡体的下沉曲线的下沉值增大。     

铁矿采空区冒落塌陷规律研究

以沙午铁路武安段铁矿采空区为研究对象,通过对伴生地裂缝随塌陷逐步扩展的观测研究,总结得出数学模型,在此基础上预测出塌陷稳定时间及冒落高度,进一步研究了铁矿采空区冒落塌陷规律。预测的结果与同岩性条件下经验统计结果基本一致,说明通过对伴生地裂缝的观测研究来预测铁矿采空区冒落塌陷规律是切实可行的。     

河流下伏采空区地表沉降规律及处治技术研究

以西石门铁矿为工程背景,采用物探、监测、数值计算等方法,开展河流下伏采空区地表沉降规律研究,提出采用“补偿法”的技术措施治理河床不均匀沉降。主要研究结论如下：采用可控源音频大地电磁法可将研究区域划分为沉陷区、危险区和低电阻异常区,其中,低电阻异常区为采空区或矿体的表现;水平挤压构造应力致使地表形成椭圆形沉陷盆地,其存在增加了地表移动盆地的范围;水平挤压构造应力降低了开采最大沉降量,但使累计沉降量呈现出“突发式”增长模式;“补偿法”永久治理措施中,防渗加固主体结构包括刚性防水层、柔性防水层及抗冲刷层,可随河床沉陷而下沉,最终填平矿体开采造成的地表不均匀沉陷。     

“三下”开采胶结充填体强度对地表沉降的影响

针对“三下”采矿引起的地表沉降问题,结合全尾砂胶结充填材料试验,运用FLAC^3D,对某“三下”铁锌矿充填采矿过程中不同强度的充填体引起的地表沉降变形情况进行综合分析。根据矿山岩体力学参数及相关试验结果,分别模拟不同充填体强度情况下的地表沉降变形情况,根据相关规范再对模拟结果进行优化。得出：当充填体强度为0.9 MPa时,可以保证地表沉降满足公路和河流的正常运行,能够保证采矿工作的顺利进行。     

荷载作用下采空区附加沉降的相似材料模拟研究

通过相似材料模拟实验,研究了不同煤层倾角的采空区在地表新增荷载后,地表和采空区上覆岩层内附加沉降的变化规律。研究表明：地表加载点与采空区的相对位置不同时,加载后地表的附加沉降量有明显不同,靠近采空区边界处的残余沉降量大,倾斜变形大;老采空区的附加沉降近似地随着荷载的增加线性增加,且采空区的附加沉降一般不超过地表最大下沉值的1/3,与采厚的比值小于5%;在相同的荷载作用下,倾斜煤层采空区的附加沉降比水平煤层大,且最大附加沉降值偏向下山方向;采空区上覆岩层下沉值随着岩层距地表深度的增加线性地减小;松散层的再次压实和冒落裂隙带的残余沉降是采空区附加沉降的主要影响因素。     

缓倾斜矿体开采地表沉降模拟

为最大限度地开采地下矿体并保护地表构筑物的安全,以基本空场法开采的某个缓倾斜多金属矿床为工程实际,运用FLAC3D建立三维模型,结合后处理软件TECPLOT进行地表沉降规律模拟研究,并根据模拟结果绘制地表沉降曲线图。研究结果表明：沉降等值线基本遵循塌沉形态分布;采空区上方地表下沉最大,同一方向上越远离中心下沉值越小。地表最大沉降位移为120.9 mm,地表村庄除杨家村最大沉降值为24 mm处于危险圈定范围内,其他地表构筑物均处于开采损害范围之外;模拟沉降计算结果为地下矿体开采和地表村庄构筑物影响研究提供一定的理论依据,具有重要的现实意义。     

条带充填控制地表沉陷的布置参数研究

利用FLAC3D数值模拟软件,以西山煤业公司某矿实际资料为依据,对开采过程进行数值模拟,对比不同充填条带宽度和条带间隔对地表沉陷量的控制效果,根据模拟结果选择合理的条带宽度和条带间隔,从而指导实际生产活动。     

FLAC在采空区稳定性分析中的应用研究

地下开采会产生大量的采空区,大规模的采空区可能会对矿山的设备和作业人员造成巨大的危害,所以采空区的稳定性对于矿山来说是相当重要的。通过FLAC数值模拟的方法对东升庙铅锌矿900中段以上的采空区稳定性进行分析,并对9#矿柱的回收前后所造成的对采空区稳定性的影响作出了分析,分析表明回收9#矿柱不会对采空区稳定性造成太大的影响。在工程实践中,900中段以上的9#矿柱已回收完,并未对采空区的稳定性造成大的破坏,说明FLAC对矿山的安全生产起到了一定的技术指导作用。     

李村煤矿开采沉陷规律数值模拟研究

运用FLAC3D软件对李村矿8301工作面推进对地表移动和变形进行数值模拟研究,从地表沉降量、倾斜变形量、水平移动量、水平变形量这4个方面进行了观测和分析,得出了李村矿开采地表沉陷的基本规律,为治理该地区地表沉陷提供了理论依据。     

复杂条件下露天转地下开采断层对采空区影响研究

针对铜绿山Ⅰ号矿体露天转地下开采的复杂情况,采用FLAC^3D分析矿体上盘断层破碎带对采空区的影响,以指导现场施工。分别建立有断层模型和无断层模型,对2模型采用同一种开挖方式：布置1#采场及2#采场,2采场之间留下隔离立柱用于支撑顶板。从压应力及位移量2方面比较2个模型的开挖结果,研究表明,断层使采矿作业条件恶化,主要表现在2个方面：①断层降低了矿体上盘岩体的整体性和连续性,使采场两帮压应力增大0.01~0.45 MPa;②顶柱厚度较大时,断层对1#采场几乎不产生影响,对2#采场影响较大,导致其顶板下沉量增大,表现为2#采场顶板绕立柱顶部旋转;当顶柱厚度h≤16 m时,断层对2个采场均产生影响,均导致其顶板下沉量明显增大,表现为2采场顶板绕1#采场左帮顶部旋转。     

固体充填综采地表沉陷规律研究

结合固体充填综采原理,分析了等价采高与充填体压实率的关系。并根据某矿工程地质条件,利用FLAC2D数值计算软件,系统分析了充填体压实率、采高对地表沉陷的影响规律,得出当充填体压实率为50%、60%时,地表沉陷值较大,下沉系数分别为0.687及0.583,当充填体压实率为75%、90%时,地表沉陷明显减小;随着采高的增加,地表沉陷峰值逐渐增大,且基本呈现线性规律。