采空区稳定性分析及安全性判定
猴场隧道煤矿采空区稳定性分析及其治理
剧， 隧道进 口段 变形 与煤矿 开采有 直接关 系 ， 因受 附 近煤矿 开采后 形成 采 空 区临 空 面 的影 响 ， 引起 地 表 岩体 下沉 ， 下沉 岩 体 与周 围岩 体形 成 位 移错 动 和 岩
图 １ 工 程 地质 平 面 图
Ｆｉ．１ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｇ ｏｏ ｇ ， ｉｅ ｒｎｇ ｅ ｌｇｋａｌｐｌｎ ａｅ
都一贵 阳 铁 路 的单 行 线 直 线 隧 道 ， 程 为 Ｋ２ ＋ 里 ４
９ ３ ６ ～Ｋ ６ ２ ． ５ 隧道 全长约 １８ ９ ５ 位 ３．５ ２ 十８ ３ １ ， ９ ． ０ｍ，
于一 山前坡 脚附 近 ， 口段 与以７ 河桥相 接． 进 ０ 该区 于 ２０ ０ １年进 行煤 矿 开 采 ， ２ ０ 自 ０ １年 隧道 变 形 逐 年 加
１ ２ 地 质构造 ．
１ 工程 背 景
１１ 地 层岩性 ． 该 区煤 层 分两 层 ， 一层 基 本 分 布 在 隧 底 ２ ０ 第 ．
－ －－－
病 害 区所处 地 段属 六 盘水 断 陷盆 地． 病害 区一
带， 岩层 产 状 为 ＮＥ ５／ ｌ。呈 单 斜 状 态 产 出 ， ７。ＮＷ ０，
体挤压 ， 使隧道 Ｋ ４ ３． ５ 十９３６ ２ ＋９３ ６ ～ ９． ５段 附近 围
岩变形 ， 致洞壁 开 裂 和拱 顶 掉块 、 以乃 河桥 ３ 墩 和 桥梁支 座均产 生位移等 病害．
表层 出 露 的第 四 系 残 坡 积 （ ｅａ 、 坡 积 Ｑ４＋ 崩 ｌ ）
（ Ｑ 锄） 工 填 土 （ ） 下 覆 基 岩 三 叠 系 中统 人 Ｑ 及 （ ｚ 灰岩 、 岩 、 ） Ｆ 砂 页岩 及薄层 煤组成 ．
层 煤 层顶 板 由页岩 组成 ， 度较低 易 发生坍 塌 ， 强 沉
场地的稳定性和适宜性怎么评价
1.场地的稳定性和适宜性怎么评价在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》中是这样：场地稳定性：拟建场地是否存在能导致场地滑移、大的变形及破坏等严重情况的地质条件。
在实际进行评价时又要牵涉到工程的类型、规模、场地的工程地质条件、地形地貌等诸多因素。
例如在平原土质地基，就没有必要去考虑岩溶、土洞、崩塌等问题。
工程实践中的场地的稳定性和适宜性评价大致如下：一、场地的稳定性评价。
就是看场地及其临近又没有影响场地性稳定性的因素。
1、不良地质作用和地质灾害：岩溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、大的沉降、地下洞室（采空区、人防洞室等）、断层、地震效应等等；2、有无边坡稳定性问题；3、有无可能影响拟建物安全的地形地貌。
二、场地的适宜性：这个问题与场地的稳定性密切相关。
但从理论的角度说，没有不能建筑的场地。
有的场地虽然存在稳定性问题或其他不利条件，但经过工程处理，仍然可以建筑，问题是需要处理的工程量和造价与拟建物的价值比。
例如我们要建一栋投资500万的多层建筑，但勘察发现场地处于一滑坡体上，如果要对滑坡进行处理，需要1000万的投资，显然不合适。
我就遇到过这类问题，最后建筑方放弃了该场地的使用。
我们在做场地和地基基础的选择评价时所要尊守的原则就是：技术经济原则。
也就是在技术上可行，经济上合理。
场地的适宜性评价还要考虑一个水的问题。
这里的水包括了地面水与地下水。
林宗元先生给我们讲过一个工程实例。
早年一个厂区在建设时由于考虑不周，选在了一个沟谷里，结果发生大的山洪，造成灾害，最后不得不迁建。
这类事例在媒体上也时有报道。
三、有些朋友在对场地进行评价时忽略了地基均匀性与稳定性的评价，这也是场地的适宜性评价必须考虑的一个方面。
例如场地总体稳定性较好，但地基存在局部均匀性与稳定性的问题，仍然会对拟建物产生不良影响。
所以我们在勘察报告中，地基均匀性与稳定性的评价是不可或缺的内容。
2.岩土工程勘察报告编写提纲与具体内容参考岩土工程勘察报告编写提纲与具体内容参考根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001，特别是其中14.3.3条关于岩土工程勘察报告规定的内容，结合CECS99：98《岩土工程勘察报告编制标准》，参考众多勘察报告中的优秀者，提出下面这个编写提纲及每个标题应有的内容和数据，以使勘察报告内容更充实，论证更合理，岩土参数更有适用性和可靠性，特编写本勘察报告编写提纲及有关内容指南，供勘察单位参考。
某铁矿采空区稳定性分析及模拟填充处理方案
（1）用设计中常见的 CAD 软件建立三维实体模型，针对实
样本置于专用烘箱中，在 105℃～ 110℃的恒温下烘 24 ｈ，然后
放入干燥器内冷却至室内通常温度，称取试件质量。岩石块体干
密度按下式计算 ：
d = ms /AH 式中 ： d ---- 岩石块体干密度（g/cm3）。ms---- 烘干试件质
量（g）。A---- 试件截面积（cm3）。H---- 试件高度（cm）。 （2）岩石抗压、抗拉强度测量的基本方法。利用电液伺服控
用井下坑道式开采时，铁矿顶板应预留防水保安矿柱，这样可以
保证砂岩的裂隙水不会直接涌进坑道，起到显著的防水作用。按
照岩石强度等级划分，铁矿石可划分为坚硬岩石，铁矿整体稳定
性好，没有软弱节理面，工程地质相对简单，易于开采。
（2）环 境 地 质 条 件。根 据《 建 筑 抗 震 设 计 规 范 》（GB50011-
式中 ：σt ---- 岩石抗拉强度（MPa）。P---- 试件破坏荷载（N）。 D---- 为试件直径 (mm)。H---- 试件厚度（mm）。
2 矿区地质特征及岩体质量评价
2.1 矿区地质特征
（1）工程地质条件。矿区整体属于丘陵地貌，地形有利于自 然排水 [2]。随着铁矿开采深度加大，井下涌水量不断变大，当采
FLAC3D 软件的特别适合进行土质、岩质和其他材料的三维 结构受力特性模拟分析和塑形变形分析。FLAC3D 软件在模拟地 下巷道开挖问题上可信度高，其模拟结果已经被大量工程证实。
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术手段。
关键词 ：采空区 ；岩石力学试验 ；有限差分模拟 ；地压监测
子陵铺石膏矿段采空区稳定性分析及对策研究
第三系夹 马槽 组 （ Ｅ ｊ ｍ） ： 顶部 为薄层一 中厚 层状 粉 砂岩 、 细砂岩 与粉 砂质泥岩 、 泥质粉 砂 岩互层 ， 具水平 层 理及交错层 理。 中、 上部 以中厚层 状钙质 长石 石英砂 岩
为主， 夹 泥质 粉砂 岩 、 粉 砂岩 及 粉砂 质 泥 岩 。下 部 以 粉
０ 引 言
子陵铺石膏矿段石膏开采始 于 １ ９ ８ ４年 ， 首建金陵矿 ， １ ９ ９ １ 年又建新桥矿 ， １ ９ ９ ３年再建 曾庙 、 宝安 、 福桥矿 ， 均采 取房柱法开采 。随着开采 时间推移 ， 不 同程度诱发地面塌
６度 地震 烈度 内 。 １ ． ２ 区域 地层 岩性 及力 学参数
第２ ７卷 第 ５期
２ ０ １ ３年 １ ０月
资源环境与工程
Ｒｅ ｓ ｏ ｕｒ ｃ ｅ ｓ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎ ｔ＆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖ０ １ ． ２７． Ｎｏ ． ５
０ｃ ｔ ． ． ２ ０１ ３
子 陵铺 石 膏 矿段 采 空 区稳 定 性 分析 及 对 研 究
发育 ， 坡高 ｌ ５—２ ０ ｍ。 该 区域属 亚热 带温 暖季 风型气 候 ， 气候 适 宜 ， 雨 量
石膏 山段为 矿 区 内主要 含膏 岩 系 ， 平 均厚 度 １ ７ １ ． ８ ６ ｍ， 其 中夹 ３段 含 膏 层 ， 平均厚度为 ８ 。 ７ １ ｍ、 ２ ． ６ ６ ｍ、 １ ８ ． ２ ５ ｍ。 桥坡 段为层 状钙 质粉砂 岩 与钙 质粉 砂 质泥 岩 互层 ， 夹 多层薄 膏层 。岩体 力学 参数 如表 １ 。
１ ． ３ 地质 构造 该 矿段位 于荆 （ 门） 一南（ 漳） 断裂 带 的 中段 ， 该 断
金属矿山采空区稳定性研究现状分析
金属矿山采空区稳定性研究现状分析陈兰兰;肖海平【摘要】金属矿资源在我国经济发展中占据着非常重要的地位,但随着社会发展需求,矿产资源遭受到了前所未有的高强度开采,当前许多矿区出现了大量的采空区,给周边的居民带来了巨大的隐患,时刻威胁着人民群众的生命和财产安全.因此,对采空区稳定性研究已成为国内外学者研究的热点问题.本文从采空区探测技术、采空区稳定性以及采空区控制等方面进行综合评述,简要概述了采空区稳定性的研究现状,指出目前研究中存在的不足,并分析认为对采空区实现动态实时监控、优化采空区的实际模型、克服高应力作用和岩体本身力学性质变化等将是治理采空区的有效措施.%With the ever-rising demand for the economic growth, mineral resources have been mining at an unprecedented speed. The induced goafs, in addition to the huge risk to the production safety, threatened the public security. Therefore, the research of goaf stability has long been a hot topic. This paper analyzed the current research status of goaf stability from the aspects of goaf detecting technology and goaf control. Pointed out the shortcomings of current research and analysis of goaf dynamic real-time monitoring and optimization of the actual model, overcome the goaf in high stress and rock mechanical properties change will be the effective measures to control the goaf.【期刊名称】《中国钨业》【年(卷),期】2017(032)003【总页数】5页(P17-21)【关键词】金属矿山;采空区;稳定性;现状;钨矿山【作者】陈兰兰;肖海平【作者单位】江西理工大学应用科学学院,江西赣州 341000;中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TD853.391+.2采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞区，按矿产被开采的时间，可分为老采区、现采区和未来采区[1]。
济南市燕翅山铁矿采空区稳定性分析评价
中粗粒 结构 ， 主要 成 分 为 斜 长石 、 石英 、 角 闪石 和 黑
云母 等 ， 风 化层 厚度 １ ０ ￣３ ０ ｍ 不 等 。燕 翅 山铁矿 分 布于 石灰岩 与 闪长岩 之 间 ， 为接 触变质 形成 ， 矿体 呈 ＮＥ向开 口的箕 形∞。
２ ． ３ 山体 裂 缝
摘要 ： 济南燕翅山铁矿已闭坑多年， 遗 留大 量 的 采 空 区潜 在 地 面 塌 陷 、 山体崩塌及 裂缝隐 患， 对 当 地 人 民群 众 生 命 财 产 安 全 构 成 威 胁 。该 文 对 采 空 区 稳 定 性 进 行 了分 析 计 算 ， 并根据 研究 区实际 ， 提 出 了 主 要 地 质 灾 害 治 理 方 法 和 措施建议 。 关键词 ： 铁矿采空区 ； 稳定性评价 ； 燕翅 山； 济 南 市
燕翅 山西 北 侧 崩 塌 （ 危岩体 ） 位 于 山 体 西 北 边 缘， 由历史 上 山体周 围露 天 开采 形 成 的 高 陡 临空 面 崩塌 而成 。高 陡临空 面东北 侧保 留了历史 开采 的原 貌， 坡角 ５ ５ 。 ～７ Ｏ 。 ， 临空 面高 ３ ７ ～８ ２ ｍ， 前 缘 扇 面平
在 山体西 北侧 共发现 山体 裂缝 １ ７条 ， 在平 面上
总 体呈 ＮＥ —Ｓ ｗ 向延 伸 ， 西 侧散 开 ， 东部 收 敛 。其
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ６ —２ ５ ； 修 订 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８—２ ５ ； 编辑 ： 曹 丽 丽 作者简 介： 王庆兵 （ １ ９ ７ ４ 一） ， 男， 江苏 连 云 港 人 ， 高级工程师， 主要 从 事 水 工 环 地 质 工 作 ； Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ： ｗｑ ｂ １ ２ ３ ２ ０ ０ １ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
喜口池隧道穿越煤矿采空区段稳定性分析与研究
２ Ｄ ｎ ｏｇＣｔ Ｄ ｓ ｎａｄＲ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ Ｗａ ｒ ｏｓｒａ ｃ ｕｖｙ ａｄ ｎ １０ ０ ｈｎ ） ． ａｄｎ ｉ ｅｉ ｎ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｆ ｔ ｎｅｖｎｙＳ ｒｅ ，Ｄ ｎｏ ｇ１８ ０ ，Ｃ ｉａ ｙ ｇ ｉ ｅＣ
Ａ ｓｒｃ：Ｔ ｋｎ ｅＸ ｋｕｈ Ｔ ｎ ｅ ｂ ｔ ｔ ａ ｉ ｔ ｉｏｃｉ ｕｎ ｌ— ｔｅｋｙｃｎｒｌ ｒ ｅｔ ｆｈ ｈｎｑｎ ｅｇ ｅ ａ ｇｈ ｈ ｅ ｏｔ ｏ ｃ ｏ ｔｅ ｏｇｉｇＦ ｎｊ —Ｗｕｉ ｘ ｒｓ ａ ｓ ｈ ｔｄ ｏｐ ｊ Ｃ ｉ ｘ Ｅ ｐｅｓ ｙ ｅｓ ｙ ｗ ａｔ ｕ
摘 要 ：文章 以重 庆奉 节至 巫溪 高速公 路 重点控 制 工程—— 喜 口池 隧道 为研 究对 象。在 对采
空 区基 本特征 与地表 残余 变形分析 的基 础 上 ，对 隧道采 空 区影响段 围岩 的稳定 性进 行 了评价 。与 此 同时 ，根 据 该 高速 公路 隧道 穿越 煤矿 采 空 区段 与 采 空 区所 在 的空 间位 置 ，利 用数 值模 拟软 件研 究 了隧道 与采 空 区所在 的 空 间位 置对 隧道 稳 定性 的影 响 ，从 而 为喜 口池 隧道 的安 全施 工提供 一 定
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｘ ｈ ｕ ｈ ｕ ｎ ｌ ｇ ａ ｆｍｉ ｅ ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｆａ ｕ ｅ ；ｎ ｍｅｉ ａ ｉ ｌｔ ｎ； ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｕ ｒｕ ｄ ｎ ｏ ｋ ｙ ｒｓ ｉ ｏ ｃ ｉ ｎ ｅ ； ｏ ｆ ｎ ； ｅ ｏ ｍａｉ ｅ ｔ ｒ ｓ Ｔ ｏ ｏ ｕ ｒｃ ｌ ｍｕ ａ ｉ ｓ ｏ ｔ ｉ ｔ ｆｓ ｒｏ ｎ ｉｇ ｒ ｃ ａ ｉ
特大采空区近区开采的稳定性分析
Ａ ＤｏＰＴ ＴＨＥ ＴＡＢＩ ＴＹ Ｓ ＬＩ ＡＮ ＡＬＹＳ Ｓ ＴＨ ＡＴ Ｉ ＴＨＥ ＥＭ ＰＴＹ ＡＲＥＡ ＮＥＡＲ ＡＲＥＡ Ｉ Ｍ ＮＥＳ ＧＡ ＥＡＴＬＹ ＰＥＣＩ ＥＳ ＡＬＬＹ
Ｐｅ ｎ ’ ｎｇ Ｘｉ 。 ＣｕｉＤｏｎ ｉ ｇ。 ｇｌ ａｎ ＬｉＸｉ ｉ 。 ｂｎｇ ＬｉＹｏｎ ａ 。 ｇｇ ｎｇ
ｓｏｐｅ ｕｔａ ｅ ｓ ｃ ｌｅ ７６ ， ｗ ｈ ｃ ｃ ｅ ｏ ｍ ｉｌｏｎ ｏ ｔ ｒ ｓ Ｓ ｉ ｓ ｖ ｒ ｃ ｓ ａ ｙ ｔ ａ ｉｈ ７６ ｔ ｄ ｏ ｒ ａ ａｌ ｄ ５ ｉｈ ｏｍ ｓ ｔ ｌｉ ｓ ｆ ｓ ｅ ｅ ． ｏ ｔｉ ｅ ｙ ｎｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｄｅ ｌｗ ｔ ５
维普资讯
第 １ ６卷第４期
２０ ０ ７年 ４月
中 国 矿 业
ＣＨＩ Ａ Ｉ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｎ Ｍ ＮＩ Ｍ ＮＥ
Ｖｏ ．１ １ ６， Ｎｏ． ４ Ａ ｐｒｌ ２ ７ ｉ ００
特 大采 空 区近 区开采 的稳 定性 分 析
ｗ ａ ｔ ａ ｋｆｌ ａ ｓ ｅ ｂ ｃ ｉｌｗ ｓｐｕｔｉ ｎ ｐｒ ｃ ｉｅ Ｔｈｉ ａ ｒｓ ｕｄｉｓ ｔ ｅ ｓ ｒ ｓ ｔｎｇ ｉ ａ ｔｃ ． ｓ ｐ ｐｅ ｔ ｅ ｈ ｔ ｅ ｓ— ｓ ｒ ｎ ｏｆｒ ｋ ｂｅｏｒ ｈｅ ｍ ａ ｇｅ ｅ ｔａｉ ｏｃ ｆ ｅｔ ｎａ ｍ ｎｔ
小 ，应 变 程 度 也 得 到 遏 制 ，安 全 隐 患得 到 消 除 ，近 区 开采 得 以 保 证 。 ． 关键词 ： 空 区 采 数值模拟 稳 定 性
中 图 分 类 号 ：ＴＤ ２ ３４
文献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —４ ５ （ ０ ７ ４ ０ ７ — ０ ０ ４ ０ １ ２ ０ ）０ — ０ ０ ４
高速公路下伏采空区的稳定性分析与治理措施
Ｋｅ ｒ ｓ ｈｇ ｗ ｙ ｍｉ ｅ － ｕ ｒ ａ ｓａ ｉｔ； ｉｐ ｓｌｉｅ， ｒ￥ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｈ ａ ； ｎ ｄ ｏ ｔａｅ ； ｔｂｈｙ ｄｓｏ ａ ｌａ ｕｅ ｉ ｓ
０ 引言
采 空 区 是 指 地 下 固 体 矿 床 开 采 后 的 空 间 及 其 围 岩 失 稳 而产生位移 、 裂、 碎垮 落 。 到上覆岩 层整体下 沉 、 曲 开 破 直 弯 所 引起 的地 表 变 形 和破 坏 的地 区或 范 围 。在 采 空 区上 方 修 建
区围 岩 不稳 定 ， 且 对路 基 稳 定 性 有 显 著 影 响 ， 并 结合 实 际情 况 ， 出 了对 采 空 区的 治 理措 施 。 提
关键词 高速 公路 ； 空 区 ； 定 性 ； 采 稳 治理 措 施
Ｓ ａ ｉ ｙ ａ ａｙ ｉ ｎ ｉｐ ｓ ｅ ｓ ｒ ｓｔ ｉｅ － ｕ ｅ ｎ ｅ ｉｈ ｙ ｔ ｂｌ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ｄｓ ｏ ａｌ ａ ｕ ｅ ｍ ｎ ｄ ｏ ｔ ｉ ｔ ｍ ｏ ａｒ ａ ｕ ｄ ｒｈｇ ｗａ Ｌ Ｕ Ｄａ ＳＵＮ Ｚｏ ｇ ｙ ａ ＨＡＯ ｉ－ ｏ ｇ Ｉ ｎ， ｎ － ｕ ｎ， Ｊｎ ｄ ｎ
第 ２期 （ 第 １ ５期 ） 总 １
翘 楚 建 科
试 研■ 验 究
Байду номын сангаас
高速公路下伏 采空 区的稳定性分析与治理 措旋
刘 丹 。 宗元 。 金 东 孙 郝
（ 庆 交 通 大 学 土 木 建 筑 学 院 ， 庆 ４０ ７ ） 重 重 ０ ０ ４ 摘 要 采 用理 论 和 顶板 稳 定 性 计 算 方 法 分 析 晋 城 市环 城 高速 公 路 路 基 下采 空 区 的稳 定性 。 结 果 表 明 采 空
某采空区稳定性评价指标体系构建及定量分析
某采空区稳定性评价指标体系构建及定量分析阎晓荣;柯波;罗黎明;李爽【摘要】采空区是矿山最大的安全隐患之一，其稳定与否直接影响矿山的安全生产。
采空区稳定性影响因素具有复杂性与不确定性，通过分析采空区稳定性的主要影响因素，建立了多层次的采空区稳定性评价模型。
以云南某矿山工程为例，利用层次分析法，从地质水文条件、采空区特征参数、其他因素等方面对该矿采空区稳定性的影响因素进行了定量分析，并进行了采空区稳定性评价，为有效进行采空区稳定性评价提供了有效途径。
%Goaf is one of the biggest security risks in mines,the safety production of mine is affected directly by the stable or not of goaf.The influence factors of the stability of goaf with the characteristics of complexity and uncertainty.The multi-level stability evaluation model of goaf is established by analyzing the main influence factors of goaf.Taking the mine engineering inYunnan province as the research exam-ple,the stability influence factors of goaf of the mine are conducted quantitative analysis from the three as-pects of geological and hydrological conditions,characteristics parameters of goaf and other factors by a-dopting the analytic hierarchy process,besides that,the stability evaluation of the goaf is also done to pro-vide a effective way for the stability evaluation of goaf.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P194-196)【关键词】采空区;稳定性评价;层次分析法;定量分析【作者】阎晓荣;柯波;罗黎明;李爽【作者单位】葛洲坝易普力新疆爆破工程有限公司;中南大学资源与安全工程学院;中南大学资源与安全工程学院;湖北永业行评估咨询有限公司【正文语种】中文由于矿产资源的大量开采，遗留了许多安全隐患，严重威胁了人类生命安全和生态环境[1-3]。
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力 集 中 ， 最 大 拉 应 力 、 大 压 应 力 值 分 别 为 ０ ５ 其 最 ．，
１ ９ Ｍ Ｐａ ０．
【 下转 第 ９ １页 ）
曾 怀 灵 ， ： ＭＡＴＬ 等 ＡＢ在 机 械 优 化 设 计 中的 应 用
ａ— ａ ｏ （ ２） （ ．８ （ ） ｃ ｓ ｚ（ ／ ０ ８＊ １ ２＋ ２ ８ ８＊ １ ．Ｏ ｚ（ ） ３ ４ ４ ） １ ２ ）； ２ ＋ ３ ９ ５ （ ／ ） ｂ— ａ ａ （ ｌ ｔｎ（ １ ６＋ ０ ４＊ ．９ （ ） ／ ６ ） １） ５ ７ ；
监控 ， 在发 生 险情 的第一 时 间对其 进行 加 固处理 。 并
表 ２ 采 空 区 安 全 性 判 定 结 果
空 区 编 号
图 ５ 图 ６是 ７ 空 区 的 矿 体 开 挖 后 周 边 的应 、 ３
力场 分 布情况 。 由图可 知 ， 由于采 用 空 场 法 开 采矿
体 后 未采 取相 关措 施控 制顶 底板 及周 边 围岩 的岩体
参考文献 ：
［ ］ 孙靖 民． １ 机械优化设计［ ． Ｍ］ 北京 ： 机械工业 出版社 ，０ ３ ２０．
Ｅ ］ 刘鹤 松 ， ２ 姜 晶． 于 ＭＡＴＬ 基 ＡＢ算 法 的机 械 优 化 设 计 ［］ 煤 Ｊ．
０ ８ （ ） 一 （ ） ） （ ／ ） ． ８＊ ３ ２ ＾１ ２ ）＊ｚ（ ） １；
法 开采 矿体 后 ， 由于未 对采 空 区进行 及 时处理 ， 采空
区的形 成扰 动 了地 质体 的外 部 环 境 ， 岩 中 的初 始 原 地 应力 重新 分布 转 移 ， 区周 边 围岩 及 地 表 岩 土层 空
本 文 结合 我 国西 部 某矿 山 的井 下 开采 现 状 ， 通
过 Ｃ ＭＳ三 维 空 区 探 测 获 得 了 空 区 赋 存 的 实 际 形
１ ２ １ 空 区位 移分 析 ．．
５ ８
采
矿
技 术
计算 结果 表 明 ， 现有 的 ８ 在 Ｏ个 采 空 区 中 ， 陷 沉 位 移 大于 １ ｌ 的空 区有 ３ ０Ｃ ｔ Ｔ ９个 ， 陷位 移 为 ５ １ 沉 ～ Ｏ ｃ 的有 ２ 个 ， 降位 移小 于 ５ｃ 的空 区有 １ ｍ ９ 沉 ｍ ２个 ， 其 中沉 陷位 移 小 于 １ ｍ 的空 区 主要 为 采 空 区体 ０ｃ 积、 顶板 暴露 面积 相对 较小 、 板形态 为拱 形 或埋深 顶
１ １ 数值 模 型及 参数 选取 ．
嚣０ ２ 羹ｏ １
图 １ 各 空 区顶 板 最 大 沉 降位 移
结 合 矿 山 生产 的实 际情 况 ， 井 下 ５个 中段 现 对
有的 ８ Ｏ个 空 区进 行 Ｃ ＭＳ三维 空 区探 测 ， 实 测 数 将 据 以及 地 表地 层数 据导 入 三维 建模 软件 中建 立 的三 维 空 间模 型 。
结 果表 明 ： 山现有 的 ８ 矿 Ｏ个 空 区 中， ３ 有 ９个 空 区存 在 破 坏现 象 ， 至 出现 大规 模 的破 坏 甚
诱发 地表 塌 陷范 围的继 续扩 大 。
关 键 词 ： 空 区 ； 区 探 测 ； 值 模 拟 ； 全 性 判 定 ； 定 性 分 析 采 空 数 安 稳
西 部 某 矿 山 矿床 主要 为 铜 矿 体 ， 矿方 法 主要 采
为 浅 孔 留矿 法 ， 过 几 年 的 回 采 ， 井 下 ５个 中 段 均 经 在
表 １ 矿 岩 力学 参 数
形 成 了大 量 的未处 理采 空 区 ， 分采 空 区 已经 坍 塌 ， 部
并且 在 地表 出现 了大 面积 的塌 陷坑 。随着 回采 工 作
，， ． ０ ｅ （ ｔ ００ ｅ） Ｏ ００＋ ｏ曩 ００４ ２ Ｏ ￣ ０ ■ ５ ０ ）Ｏ２ １ ００． １ ，（ｅ ０ 协 ， ０ｅ ０ ０Ｘ ． ０ ０ ■ １ ００． １ｏ１ ８７． １ ．０ｅ ０ ，７ｅ ０ ０ Ｏ ｔ １ ０ 图 ２ ７ 空 区最 大 沉 降 位 移 ３
１ ２ 数 值 模 拟 计 算 结 果 及 分 析 ．
袖蛹 ０ Ｏｏ吼 ∞ Ｊｃ
■ ．５８ｅ ０ ｔ，．０ｅ ０ １ ６３－ １ｏＩ ００－ １ ． ０ ５ ０ ■ ．５ 删 １０ ． ｔ－， ０ ｅ ０ ｏ １ ０ ０－ １ ０ ０
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较 小 的空 区 。 １ ２２ 空 区应力 分析 ．．
圈 ５ ７ 空 区 最 小 主 应 力 ３
图 ３ 图 ４是 现有空 区条 件 下 ， 空 区潜 在 危 险 、 各
截 面 的 最 小 主 应 力 、 大 主 应 力 统 计 图 。从 图 ３可 最
看出 ， 矿体 开挖 后形 成 的采 矿 空 间对 矿 房 顶 底 柱 及 矿 柱 的应力 环境 改 变 较 大 ， 由于各 空 区赋 存 的 实 且 际空 间位 置 、 区形 态及 开挖 后 的 应 力 场分 布 等 条 空
的进 一 步推 进 ， 不 处 理井 下 的采 空 区 ， 爆 破 、 如 在 运
输等 井 下生 产扰 动影 响下 ， 动裂 隙 将继 续发 展 ， 采 地 表 的塌 陷范 围势 必 进 一 步 扩 大 ， 重 时 甚 至 造 成 附 严 近河 流 断流 和透 水 事 故 ， 已严 重 影 响 矿 山及 周 边 居
集 中 ， 大 值 达 １ ． ５Ｍ Ｐ 。 最 ３ ６ ａ
图 ６ ７ 空 区 最 大 主 应 力 ３
２ 采 空 区安 全 性 判 定
采 矿 与岩 土工程 领域 中的岩体 破坏 判据 主要 有
岩石 强度理 论及 容许 极 限位移 量破 坏判 据 等 。根 据 数 值模 拟计 算结 果 ， 空 区周 边 围岩 中 的最 大 压 应 采
件 不 同 ， 空 区 的最 小 主应力 值分 布较 散乱 ， 各 少数 空 区最 小 主应力 为 正值 ， 明在 空 区周 边 围岩 中存 在 表 拉应 力 区 ， 最大值 均 在 ０ ５ＭＰ 但 ． ａ以下 。 由图 ４可 知 ， 空 区 的存在 使 得空 区周 边 矿 柱 中出 现压 应 力 采
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采 矿 技 术 第 １ ２卷 第 ３期
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２１ ０ ２年 ５月
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ＣＮ ３ １ ４ ／ ４ — ３ ７ ＴＤ
采 空 区 稳 定 性 分 析 及 安 全 性 判 定
以采 空 区为 导 向空 间 ， 生 了指 向采 空 区 的 岩体 移 发
态 ， 结 合相 关 的地 表地层 数 据 ， 立 了地 下采 空 区 并 建
及 地表 地 层 的三 维模 型 ， 用 三 维有 限元 软 件 进 行 运
动， 导致 空 区顶板 在 自重及 上 覆 岩 层 的作 用 下产 生
图 ３ 各 空 区 最 小 主 应 力 示 意
采场 开挖 到变 形稳 定 为 止 ， 场 围岩 顶板 或 底 板 最 采 大容许 的下 沉量 或底 臌量 。根 据矿 山地 下采 场 大跨 度 开 挖不支 护或 零 时 支 护 条 件 下 的实 际经 验 ， 用 运 容许极 限位 移量破坏判据 对该矿 山井下 ８ Ｏ个 空 区的 安全 性 进 行判 定 ， 移量 及 其 空 区安 全 性 状 况见 表 位
安 全 性
移动 ， 空 区直接 悬 空 顶 板 的部 分 自重 应 力 传递 到 采 周边 未采 动 的岩体 ， 得 顶 板 发 生 类 似 弹 性恢 复那 使
样 的膨胀 变形 ， 顶 板岩 层形 成 减压 区 ， 成顶板 出 在 造
现拉 应力 区 ， 而两 帮 围岩 由 于受 顶 板 传 递 的 上覆 岩 体 自重应力 形 成增 压 区 ， 得 矿 柱 中存 在 明显 的压 使
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模 型 四周 及下 边界 按 照 开 采 的影 响范 围确 定 ， 上边 界 为地 表 ， 总体 尺 寸 为 １ ６ ２ ０ ｍ×１ ６ Ｉ ０ ０ ０１ ×６ ０ Ｔ ｍ， 拟 的主 要 载 荷 为 岩 体 自重 应 力 。数 值 模 拟 计 模 算选 取 的矿 体 、 围岩力 学参 数见 表 １ 。
何 林 松
（ 南省 郴州 市桂 阳县煤 炭局 ， 湖南 桂 阳县 湖 ４ ４０ ） ２ ４ ０
摘 要 ： 为掌握 某矿 山井下 采 空 区的安 全性 状 况 ， 前期 现 场 空 区探 测 的基 础 上 ， 立 了 在 建
空 区赋 存地 质模 型 ， 对采 空 区的稳 定 性进 行 了分析 ， 到 了矿体 开挖后 采 空 区周边 围岩 中 得 的应力 、 移分 布情 况 ， 位 并结 合容 许极 限位 移 量破 坏判 据 对 采 空 区的 安全 性 进 行 了判 定 。
民 的安 全 、 产 。 因此 ， 生 开展 地下采 空 区 围岩稳 定性
的安 全 评价 研究 显得 尤 为重 要 。
根 据数 值模 拟 结 果 ， 空 区 顶板 的最 大 沉 陷位 各 移 如 图 １所 示 ， 中 ７ ＃ 区在 矿 体开 挖 后 周边 围 其 ３空
岩 的位 移场 分布 见 图 ２ 。由 图 １ 图 ２可 知 ， 空场 、 在
．驻 ｌ １ ＋ ＋＋ 一 裟＋ ＋ ； ＋ ●
图 ４ 备 空 区 最 大 主 应 力
２ 。对于顶板 沉 陷位 移大 于 １ ｍ 的空 区 ， 立 即处 ０ｃ 应 理； 下沉位移 为 ５ ０ｃ 的空 区 ， 要继 续 使 用 ， ～１ ｍ 若 必
须 进 行 加 固 处 理 ； 沉 位 移 小 于 ５ｃ 的 空 区 ， 加 强 下 ｍ 应
厂 （ ７ ９ ． ４ １ ４ ． ８ ｚ（ ） （ ． ４一 ａ一 一 ５ １ ９ ７ ＋ ０ ０ ５ ３＋ ３１