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1、条带开采地表沉陷的主控因素焦作矿业学院邹友峰中国矿业大学北京研究生部马伟民摘要本用条带开采地表沉陷预计的层状介质理论..给出文利在敏感性分析的基础上了条带开采地表沉陷预计的主柱因素为:煤层附近几十米岩层的分层厚度和分层弹性模量、采出条带宽度和保留条带宽度,当采区尺寸较小时.还有采区的长度和宽度。关键词条带开采王控巴素敏感性分析一,lL‘‘J前言系统来探讨条带开采地表沉陷的主控条带开采法具有对围岩扰动轻、地表变因素。形小的特点,已U益成为建筑物下采煤的一种有效的采矿方法口然而.由于条带开采影条带开采地表沉陷的影响因素.对地表沉陷的机
2、理并不十分明如图1所示,影响条带开采地表沉陷的响因素繁多.确因而条带开采地表沉陷的主控因索并不因素有:工程岩体的物理力学参数、矿柱的完全清楚。例如,在现有的地表沉陷预计方强度和物理力学参数、环境应力及其开采几.法中地表最大下沉值为采厚与下沉系数的何尺寸。环境应力(即地应力)对矿柱的稳,,乘积即地表下沉与采厚成正比然而事实定性和条带长轴的布局具有较大影响,在条。带开采的优化设计中应加。并非如此木文将利用条带开采地表沉陷预以考虑本文未分计的三维层状介质理论及其相应的预计分析析其对地表沉陷的影响。岩体的分层厚度场(工程宕体卜菠岩体和下岩
3、体的分层容屯凡伏岩体)。勺物J喂力学参数岩体。。分层弓单。上模缝肠)⋯岩体的分层泊松比l1*(单轴杭汪强度尺之、‘矿柱的强度参数K矿柱的内摩擦角犷l!〔矿柱的粘聚力矿柱的物理力学参数1{矿柱的容垂yt条带’地“矿柱变形参数一呼!矿柱的弹性模觉拭沉陌的‘篓“’“”“‘召’柱的泊松L匕片减采深了I⋯采厚八I!-采宽内了.r.寸刀采何尺“留宽l⋯采区长度t采区宽度L{地应力的方向环境应力l侧应力系数几图1条带开采地表沉陷的影响因素矿l,()6.l山压力与顶板管理划中,以地表最大下沉值认认作为某影响因素3工程岩体物理力学参数的敏感性分析。
4、敏感性的评定准则当进行某一影响因素的在进行敏感性分析时,工程岩体物理力敏感性分析时,其它影响因素取为基础数据。字参数和开采几何尺寸的变化范围列于表l:基础数据(表2)取表1影响因素的变化范围}六(入11】‘亚)11吸j趁顶板川约工程理物力学参数岩休的。,a一侧卿细{汀Ml)}卜底饭「骗厂(、11饭)11‘一逮、t、蒸鬓共蒸}---_.*,一一一{。.1。.--一卜一二兀-一一一汁一}—顶板—,,卜气1上)」之)l决井+器+等}底坂一士几不十不,卜丽十二=一一一一一一一一一斗一一一一叫一一一一一~一顶底板一——1笼}13屯)产下份一
5、丫了一十一,一十一份了份..一—下了e112‘一。。。(片);1b;三贬J}Z1}艺吕1—3-一卜一一一—、人仁M伙,飞()《)f】}28(川80‘,”.柱___-习__{卜—_一-}.l.塑牛仁缨一丈L,10}叹)2〔,0·在)·哎)·了一3。{通0}4。L·n飞)(川11IUO3500..入I(m)10}305.0少(m)1《)3《)}50a(nl)l{5O3‘)}l(m)9《)331)570乙(m)Zt)sf)1602It》28()表2基础数据取值范围工程岩体的力学参数弹性模量乙和热.,。艺(顶底板)100入jPal)om它
6、们与认:之间的关系如图4和图5所示.:了(2ze3::。nl顶底板)6gm二U4.图中不仅给出了整个条采工程岩体弹性模‘z(顶底板)025你体洲3()m)nl)n1m./l、顶底板)2臼nl量的变化对地表下沉影响(点划线)而且还Z‘)艺.日g/cn护矿柱,而下伏式(矿柱)23t一「.MI〕a给出了上毅岩体单独改变弹性模量.,,八(矿柱)(:90岩体弹性模量取基本数据时认:的变化规律,(实线)以及下伏岩体弹性模量单独改变时W.(n飞nl)7868亡J,IgJ‘八6828(kN/nl,-,图2认几与容重乙之问的关系图3环认与分层厚度坑
7、之间的关系;996.史]矿山压力与顶板管理对环认的影。:响(虚线)当其它影响因素不变以得出结论对地表下沉具有较大影响的仅仅工程岩体的容重和分层厚度改变时,认认的为煤层附近几十米顶底板岩层的弹性模量.变化分别绘于图2和图3中。此外.还将整而不是整个工程岩体的弹性模量。个工程岩体分层厚度的变化与最大下沉值,4开采几何尺寸的敏感性分析环认之间的关系(虚线)进行了比较二者非,,。、a、、常接近但后者的认公总是小于前者的H飞开采几何尺寸中采宽b留宽采深H这说明对地表沉陷影响较大的是煤层附近几采厚盯、采区的长度l和宽度L,它们与地表,最,6~
8、十米的顶底板岩层的分层厚度而不是整个大下沉值代之间的关系分别列于图。,条采工程岩体的分层厚度。从图中可以看出;图1中从图中可以看出:地表下沉代对环公,h。。b,容重乙与成正比与代成幂函数关采出条带宽度非常敏感它们之间呈抛物。,·,,随着b的增大以迅
