露井聯(lián)合開采作用邊坡?lián)p害機理及控制研究.pdf

1、露井聯(lián)合開采時,采動效應會疊加,露天邊坡會受到數(shù)個應力場作用,在復合采動影響下的邊坡巖體的滑移機制與變形規(guī)律更加復雜。井工開采引起的露天邊坡滑塌、一地表塌陷、排土場滑坡等災害事故頻繁發(fā)生,增加了露天邊坡及排土場的維護費用,帶來巨大經濟損失并影響礦山的生產安全。因此,必須研究露井聯(lián)合開采作用邊坡?lián)p害機理及其穩(wěn)定性控制技術。本文以平朔煤炭工業(yè)公司安太堡礦不采區(qū)露井聯(lián)合開采為工程背景,綜合采用理論分析、現(xiàn)場地質調查與試驗、巖層變形監(jiān)測、室內數(shù)

2、值計算等方法與手段,探討露并聯(lián)合開采作用下的邊坡?lián)p害機理及其穩(wěn)定性控制技術。論文的主要研究成果有:
　　 (1)觀察到露并聯(lián)合開采作用邊坡的損害具有時空效應。在兩種采動效應的聯(lián)合作用下,邊坡巖體出現(xiàn)兩種典型的滑動現(xiàn)象,一為巖體沿坡面下滑,二為巖體向深部采空區(qū)移動。在井工開采初期,邊坡巖體發(fā)生向邊坡傾向方向的位移,位移速率較大;隨著采空區(qū)覆巖垮落并充填采空區(qū),邊坡巖體位移以向采空區(qū)方向變形為主,且隨著井工開采工作面的遠離而逐步停止

3、。
　　 (2)露井聯(lián)合開采條件下采動邊坡的位移量及位移速率明顯增大,邊坡巖體變形特征主要表現(xiàn)出地下采動變形的特點。
　　 (3)隨著露天邊坡和井工采空區(qū)空間位置關系的不同,以及邊坡傾向與井工礦開采方向的變化,邊坡位移范圍及大小表現(xiàn)出較大差異。當井下采取“逆坡開采”時,邊坡前期表現(xiàn)為向邊坡臨空面?zhèn)鹊摹皟A倒”變形,后期逐漸轉為向坡體內的井下采空區(qū)的沉陷位移;當井下采取“順坡開采”時,邊坡上部巖體以采空沉陷位移為主,坡腳的保

4、安礦柱整體向抗力較小的臨空面移動;當井下采取“側向切坡開采”時,邊坡整體向臨空面?zhèn)任灰?地表移動盆地呈非對稱分布,邊坡坡腳表現(xiàn)出鼓脹變形特征。
　　 (4)露天邊坡下井工礦存在復合采動時,淺部礦體開采所形成的冒落帶、斷裂帶、彎曲帶首先發(fā)展至露天邊坡;而深部礦體開采所形成的“三帶”又會對該區(qū)域重新擾動。對于淺部礦體開采所形成的采空區(qū)必須及時處理,防止二次擾動時出現(xiàn)復合采動覆巖的瞬間垮塌而形成較大沖擊礦壓災害影響露天邊坡穩(wěn)定。

5、>　　 (5)露井聯(lián)合開采作用邊坡,可從多方面考慮提高其穩(wěn)定性,如留設足夠寬度的保安礦柱以承受井采過程中所形成的偏壓;二是進行邊坡上部的削坡減載以減小偏壓,減緩坡腳保安礦柱中的應力集中;三是坡腳的壓腳回填,有利于增加邊坡抗滑力;四是對于邊坡表層出現(xiàn)的采動裂隙,及時填平壓實,避免雨水下滲,影響邊坡穩(wěn)定。
　　 (6)在了解露井聯(lián)合開采作用邊坡?lián)p害機理的基礎上,綜合考慮礦山開采廢石運輸功最小化、礦山開采環(huán)境影響最小化,提出了露井聯(lián)