安太堡矿南帮露井协采边界参数的确定方法研究

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1、·32·露天采矿技术2014年第1期安太堡矿南帮露井协采边界参数的确定方法研究杨秀。，王哲，刘晓玲-(1．中煤平朔集团有限公司安太堡露天矿，山西朔州036006；2．中煤平朔集团有限公司平朔井工三矿，山西朔州036006)摘要：通过对比分析安太堡露天矿和井工二矿已有的露井协采边界参数确定方法，再结合已有工程实践经验，提出了适合于平朔矿区的露井协采边界参数确定判据，最后对判据的适用性进行了评价。关键词：露井协采；边界参数中图分类号：TD824．71文献标识码：B文章编号：1671—9816(2014)Ol一0032—051现有边界参数的确定方法露井协采边界参数的判

2、据，认为露井协采条件下最小边界参数的确定必须满足一定的条件，具体内容针对安太堡露天矿露井协采边界参数的确定问如下：①主要运输平盘内侧和外侧沉降差不应超过题，国内许多学者曾进行过比较深入的研究，从不同200mlTl；②主要运输平盘监测点位移变化曲线收敛；角度给出了相对合理的确定判据和建议。抚顺煤③采动边坡破坏范围及破坏域不能贯通。以上露井协研所早期在安太堡露天矿原西北帮开采边帮煤的过采边界参数确定方法的出发点相同，分析角度不同，程中提出以水平距离250m作为露井协采最小边界最终形态各异，在不同时期都曾指导过现场生产，而参数，认为对于安太堡露天矿边坡下部采煤问题，只

3、且安全性已经得到了验证。但露井协采条件下边界参要将井采工作面到边坡临空面的极限距离控制在数的确定是一个非常复杂的时空问题，受地质条件、250m以上，采动边坡的稳定性即可得到保证，图1煤层赋存条件和采矿条件等许多因素的共同影响，因(a)。这种方法只是针对安太堡露天矿提出的，仅适此非常有必要对井采工作面推进方向、空间位置关用于该矿特有的采矿条件、地质条件和煤层赋存条系、覆岩岩性特征、工作面推进方向和关键层参数等件。现场实际情况是，井工二矿B906工作面轴线方影响边界参数确定的因素进行全面的分析和研究。向上开切眼中部位置距9煤平盘出露位置约为』厶J230m，不存在安全

4、问题，故按照该方法确定边界参边坡厂-／塞安直全数是比较保守的，将造成大量煤炭的损失。朱建明和一距离刘宪权等学者通过数值模拟研究得出了安太堡露天r-'1l05H矿东南帮露井协采的边界参数应满足有效垂直安全高度105m以上，图1(b)所示，即要想保证采动边(a)水平安全距离250m(b)垂直安全距离105m坡的稳定性，上部台阶距离工作面底板最小距离应图1边界参数的确定方法示意图为105m。他们认为控制采动边坡稳定的关键因素，2基于稳定系数、垮落角和位移监测的边界参数确就是边界参数的确定问题，而边界线主要由垂直安定方法全高度所控制，确定了垂直安全高度也就确定了井采工作

5、面的极限位置。该方法虽然立足于采动边坡以现场生产实践为基础，同时结合相似材料模附近上覆岩层的厚度，但没有考虑井采工作面和边拟实验、数值分析和理论研究成果，展开对安太堡露坡的空间位置关系以及覆岩岩性特征等对边界参数天矿南端帮露井协采边界参数合理留设的讨论。深的影响。入研究发现，在井工开采影响下，边坡各平盘变形破马进言等学者通过数值模拟的方法给出了确定坏模式主要有以下2种(图2)：1)沉降和滑移破坏(图中蓝色平盘)边坡上部个收稿日期：2013—08—05作者简介：杨秀(1985一)，女，辽宁盘锦人，硕士学位，别平盘处于采空区垮落角范围内，井采工作面推进助理工程师，2

6、012年毕业于辽宁工程技术大学露天采矿专过程中，采空区上部岩体因失去下部支承而发生垮业，现在安太堡露天矿技术部工作。落，采动破坏逐渐向上扩展。在薄基岩、浅埋深、大采E耍固露天采矿技术2014-ef-~1期·33·高的条件下，地表发生台阶下沉，上部平盘随之发生变形阶段和加速变形阶段，通常滑坡均发生在加速朝向采空区的沉降破坏，位移方向为竖直向下(s。)变形阶段(图3)。和远离临空面()，随着时间的推移，沉降运动逐渐终止。由于受到爆破震动、运输载荷、以及降水等因素的影响，破碎岩土体极有可能产生朝向临空面的滑落失稳(s)。2)潜在滑移破坏(图中粉色平盘)。在采空区岩体下

7、沉过程中，处于垮落边界和移动边界之间的部分平盘，由于受到跨落边界处关键岩梁铰接结构施加的水平推力F作用，极易发生沿软弱夹层的局部或整体错动(&)。图3边坡蠕变曲线正常情况下，初始变形阶段经历的时间较短，蠕动变形发展很快，但唯一速度呈现增速发展；匀速变形阶段的时间较长，其特点是在此阶段内边坡蠕动变形速率大致保持在一个较小的范围内波动，近似为一个常量；加速变形阶段的特点是位移速率加速增大，变形曲线近于陡立，切线角接近直角。可以充分利用边坡的变形特性，对边坡的变形破坏进行预测和预控。相关文献认为，边坡的位移速率达到图2采动边坡的破坏模式示意图21．3mm／d时，预示着

8、滑坡即将发生，剩余时间约