铅锌矿采空区上覆边坡稳定性分析及治理.pdf

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1、2014年第22期NO．22．2014(总第301期)帼高艄lcHI¨^HI#TEC*￡HfE^pt{￡'(CumulativetyNO．301)铅锌矿采空区上覆边坡稳定性分析及治理黄舞炎，房佳，周能祥(福建金东矿业股份有限公司，福建三明365000)摘要：文章阐述了影响铅锌矿采空区上覆边坡稳定性的主要因素，提出了铅锌矿上覆边坡稳定性的分析方法，并在此基础上对治理铅锌矿采空区上覆边坡稳定性的思路进行论述，期望对确保矿山安全生产有所帮助。关键词：铅锌矿；采空区；边坡稳定性；矿山安全中图分类号：TU45

2、7文献标识码：A文章编号：1009—2374(2014)22-0104—03l影响铅锌矿采空区上覆边坡稳定性的主要1．4采空区的开挖深度采空区开挖深度的不同，其引起地表岩移的程度也因素不同。开采深度与各种变形值成反比，随着开采深度大体上可将影响采空区上覆边坡稳定性的因素归纳的增加，会减小地表各种移动变形值，扩大地表移动范为以下几个方面：围。同时，采空区开挖深度还对地表持续时间有一定影1．1岩体结构响。当开采深度较小时，地表的下沉速度较大，其移动结构体和结构面是构成岩体结构的两大基本要素，持续时间较短

3、：当开采深度较大时，地表的下沉速度较同时这两个要素也是反映岩体工程地质特征的主要因小，其移动持续时间较为缓慢。素，其不但会对岩体的内在特性有所影响，而且还会影1．5水文条件响到岩体本身的物理力学性质及变形破坏过程。由于结地下水对岩体结构面的阻抗能力有着重要影响。具构体与结构面能够决定岩体的结构类型。故此，岩体的体表现为：地下水的渗透压力越大、赋存越丰富，其结稳定性与这两个方面有着密切关联，两者的性质是影响构面中的充填物越软化，导致结构面的抗剪强度越弱。岩体稳定性的关键因素。在岩体内裂隙水的动水压力作

4、用下，会冲刷走结构面中1．2矿体倾角的大量充填物，降低岩体的力学强度，进而严重影响岩由于矿体倾角直接决定了采空区的赋存特征，因此体的稳定性，最终导致不稳定结构出现滑落现象。也对顶板和底板岩石的受力状态以及变形破坏具有一定程度的影响。相关研究结果表明，倾角不同的矿体对2铅锌矿上覆边坡稳定性的分析方法采空区地面的影响均不相同，在采空区容积相同的前提在岩土工程中，有限元法是应用最为普遍的一种分下，急倾斜比缓倾斜对地表的破坏作用更大一些，并且析工具，该方法具体是指将一个实际的结构物通过与极其容易形成垂直剪断

5、。此外，急倾斜矿体的采空区还之近似的物理模型来代替，然后依据相关理论建立方很难保持相对稳定，其中的松散体易出现垮落，由此会程组，再对方程组进行求解，由此获得未知的物理物引起地表沉降，进而引起边坡失稳。(量)，进而获取与之相关的辅助量值。目前较为常用1．3采空区的规模与形态的有限元法包括位移型、平衡型、混合型等，在这几种采空区规模与形态是影响铅锌矿围岩稳定性的重要方法中，位移型有限元比较容易在计算机上实现，从而因素。具体表现为：若采空区的面积较大，则极易引使得求解问题变得更加简单。在对矿山的岩土工程问

6、题发垮落事故，造成大范围的岩移；若相邻采空区距离较进行研究时，常常会涉及到几何非线性方面的问题，如近，则会促使采空区在相互影响下加剧对围岩稳定性的岩层移动、不均匀沉陷、采空区顶板下沉规律等，这些危害；当地下采空区总量相同时，若被强度足够的矿柱问题的实质上就是大位移问题。故此，可以采用有限元或无矿带隔离、分割，则会提高围岩的稳定性，大幅度法进行分析。减少岩移幅度；矩形采空区的拱角处是围岩应力的高度2．1建立分析模型集中区，极易出现拱角破坏现象。2．1．1有限元模型的特点。本文中采用的是三维104．有限

7、元模型，该模型的基本功能如下：可以对三维岩土顶等情况。工程问题进行计算；可以模拟出分步开挖，在这一过程3．2充填处理法中能够充分考虑多种因素的影响；能够考虑材料的屈服充填处理法是指将废石或湿式充填材料运输至采空准则；可以输入多种荷载，如地震荷载等；单元种类区进行充填密实的一种方法，该方法可以有效限制围岩多；运算速度快、精度高；处理功能强大。移动，消除采空区带来的隐患。这种处理方法主要适用2．1．2计算模型建立。按照某铅锌矿采空区的基于围岩稳固性较差，上部矿体需要保护以及贵重金属、本形态和特点，并在充

8、分结合岩石力学相关理论的基础稀有矿床的开采治理，不仅有利于增强采空区上覆边坡上，建立起了三维有限元模型，该模型的长宽高分别如的稳定性。而且还有利于提高矿石回收率，减小开采对下：1200m、1000m、800m，模型当中的X方向为沿着矿地表生态的影响，避免放顶煤开采引起地表沉陷现象。体的走向，该数值可以取800m，z：Z向为垂直于矿体走为此，我国正逐步加大充填处理法的应用力度，力求促向，可取1000m，y：Y向则为沿垂直方向，可取1000m。使矿山开采实现无公害化、环保