矿山覆岩移动特征与安全开采深度

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1、第26卷第1期岩土力学Vol.26No.12005年1月RockandSoilMechanicsJan.2005文章编号：1000－7598－(2005)01―0027―06矿山覆岩移动特征与安全开采深度1，2222李铀，白世伟，杨春和，袁丛华(1.中南大学土木建筑学院，湖南长沙4100042.中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉430071)摘要：对采矿引起的矿山覆岩移动特征研究成果及工程实践进行了总结，以此为基础，就受众多因素制约的重要问题—矿山安全开采深度问题形成了几点认识与建议。关键词：覆岩移

2、动；地表移动；地面沉陷；安全开采深度中图分类号：TD32文献标识码：ACharactersofoverburdenstratamovementofminesandsafeminingdepth1，2222LIYou,BAIShi-wei,YANGChun-he,YUANCong-hua(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,Central-SouthUniversity,Changsha410004,China;2.InstituteofRockandSoi

3、lMechanics,TheChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China)Abstract:Researchresultsandengineeringexamplesareconcludedonthecharactersofoverburdenstratamovementofmines.Basedonit,someproposalsarepresentedonsafeminingdepths.Keyword:overburdenstratamovement;sur

4、facemovement;surfacesubsidence;safedepthofmining1引言法、顶板控制、矿体厚度、倾角、岩石物理力学性质、地质构造以及岩石的风化程度等因素。一般情早在19世纪末，采矿引起的覆岩移动与破坏以况下，采区开采后，其空区直接顶板至地表之间的及由此造成的井巷和地面建筑物的损害就引起了人岩体都出现“三带”，即冒落常、裂隙带和整体移动们的注意，并进行了初步的观察和记录。在20世纪带，但在采空区上方岩层一时难以崩落的情况下，30年代，在一些采矿先进的国家巳把岩层与地表移也可呈

5、现“二带”，即不出现冒落带。动作为一项科学研究工作。从1950年起至现在，岩工程实践表明，上覆岩层的移动过程可分成以层与地表移动的科学研究工作巳取得了很大进展，下几类：特别是自上世纪70年代以来，由于“三下”开采的(1)缓倾斜矿体客观需要，新的测试仪器的出现以及电子计算机的第一阶段，岩层离层与弯曲，一些矿山实测结广泛应用，使岩层与地表移动的科学研究工作发展[1-18]果表明，顶板测点在回采工作面前方7m以上时，到了一个新的阶段。为了方便类似工程实施中顶板基本不下沉。当工作面推进到距测点3～6m进行工程类

6、比，这里将对部分研究成果及工程实践时，顶板开始离层和弯曲，而且随着间距的缩短，作一介绍。弯曲变形加速，当工作面通过测点3～6m以后，2采区上覆岩层的沉陷过程与特征测点下沉速度最大。此后，随着工作面的继续推进，采区上覆岩层的沉陷及由此引起的地表移动是顶板测点下沉速度逐渐减小。一个复杂的过程，它受众多因素的制约，如采矿方第二阶段，岩层局部破坏与冒落。随着时间的推移收稿日期：2003-09-29修改稿收到日期：2004-01-15基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(973)(2002CB412704)，湖

7、南省自然科学基金(04JJ6002)，中南大学科学研究基金(76163)资助课题作者简介：李铀，1961年生，教授，博士，注册土木工程师(岩土)，主要从事弹塑性力学、岩土力学与工程方面的教学与科研工作。E-mail:yli@mail.csu.edu.cn岩土力学2005年28和采空区面积的不断扩大，顶板的受力状态不断恶可导致夹墙倾复，而使上下盘围岩向采空区移动。化，致使上覆岩层局部破坏而掉碴，甚至岩层局部这种状况不断恶化的结果，就可导致矿山大规模的破裂发声，进一步可导致部分矿柱被压裂与剥落，岩层移动和崩

8、落。盘古山钨矿1966午6月和1967直至倒塌。年9月两次大面积地压活动就是这种类型的典型实第三阶段，岩层大塌落。第二阶段发展的结果，例。因此，夹墙失稳是这类矿体岩体发生岩层大冒矿柱及顶板的破坏不断加剧，最终导致岩层大塌落。落的根本原因。在这种大塌落到来之前，一般均有明显的迹象，如锡矿山的3次地压活动表明，大面积顶板冒顶前数3开采引起的地面沉陷范围的确定天，岩层发响次数急剧增加，每分钟达70多次，掉采区上覆岩层的沉陷导致了地面沉陷，沉陷大碴