铁矿采空区影响范围分析.pdf

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2、22，No．8第22卷第8期中国矿业2013年8月CHINAMININGMAGAZINEAug．2013铁矿采空区影响范围分析段伟强一一一m一一．一～一(华北有色工程勘察院有限公司，河北石家庄050021)一一摘要：铁矿井巷开采形成的采空区在地表易形成地面沉降、塌陷等灾害，如何准确的确定采空区影响范围成为一个重要的课题。本文介绍了解析法的假设条件、计算公式、参数优化选取，将该方法实际应用于某铁矿采空区影响范围评价，同时利用数值计算法验证了解析法计算结果的正确性，指出了解析法的不足，为采空区影

3、响范围评价提供了一种简易方法。关键词：采空区；破裂角；矿体埋深；影响范围一～一～～一～一中图分类号：X83；TD853．391文献标识码：A文章编号：1004—4051(2013)08—0094—04Analysisofgobinfluencesphereinironmine一DUANWei—qiang(NorthChinaNonferrousEngineeringInvestigationInstitute，一兰鲫Sh一i一jiaz～h～ua一ng0一500一2一1，Ch～一ina)矿山采矿分为露

4、天开采和井下开采，井下开采程度有多大一?，这m是．三一个e一非舱m常复杂的问题。为了简化形成的采空区会在地表造成地面沉降、塌陷、裂缝等计算，一般做如下的假设：①上覆岩层、矿体和基岩地质灾害，严重影响采空区上部及邻近区域地表房为均质、各向不同性，不考虑岩层和矿体中的结构屋、人员的安全。对于矿山开采方来说，采空区影响面，裂隙和软弱夹层的影响。②不考虑矿体底板基范围不能随意的扩大，这样会使得开采方开采的矿岩受力和变形对开采范围的影响。③考虑各采空区石量减少，赔偿保护费用增加；对于矿山区域内的村直接在矿体一

5、翼。庄来说，采空区影响范围不能太小，这样容易造成财满足上述三个假设条件之后，地表移动和变形产损失，威胁村民的人身安全。如何合理有效确定主要集中在开采边界上方宽度为2R的范围内，主采空区的影响范围，保证开采区域人民安全、财产不要影响范围边界与开采边界的直线与水平所成的夹受损失，减少开采方的成本已经越来越受到重视。角有关。1解析法计算采空区影响范围R—H×tan0(1)1．1解析法假定条件及计算公式式中：R为影响半径(m)；H为上覆岩层厚度(m)；采空区将在地表形成一定的变形和破坏，但变为岩层破裂角o)

6、。形的大小和发展延伸会如何发生移动和变形范围／采空区影响范围计算示意图如图1所示。1．2参数确定方法1)根据岩性确定。岩层破裂角与岩层的岩性收稿日期：2013—01—26有关，采空区上覆岩层的厚度也影响岩层的破裂作者简介：段伟强(1983一)，男，汉族，陕西宝鸡人，从事地质灾害、岩土工程的施工和研究工作。E—mail：dwqcll98247@163．com。角。第8期段伟强：铁矿采空区影响范围分析tan0一D+0．0032H(2)层碎石土厚约2m。矿区内构造不发育，深部矿体开式中：D为岩性影响系数；

7、岩性坚硬0．7～1．25；中采过程中未见地下水。硬1．2～2．0；软弱：2．O～2．8。由于安丰铁矿距离白鹿寺村较近，采用深部井2)根据开采方式确定]。开采影响传播角与巷开采形成的采空区是否影响村庄的安全成为当地矿体开采角有关，实测资料表明，开采影响传播角与政府和村民关心的问题。因此，武安市国土局委托矿体开采角有如下关系。华北有色工程勘察院有限公司进行采空区影响范围a<45。时，0—90。一0．68a的界定和评估工作。口>45。时，0—28．8。+0．68口(3)3．1解析法确定影响范围式中：为矿体

8、开采角度o)。根据铁矿的勘探资料和井上井下对照图，结合3)根据岩石破坏理论L1]。根据库伦一纳维尔破现场的调查工作，确定了6个矿体覆盖层的厚度、矿坏准则，可知岩体的剪切破坏面与水平面夹角为体的倾角、矿体的形状参数(表1)。0—45。+9／2(4)表1矿体参数式中为岩体内摩擦角o)。矿体标号矿体埋深／m矿体长度／m矿体宽度／m矿石倾角／。根据不同的已知条件，可以采用上述三种方法11845O4849计算岩体的破裂角，当能同时满足上述三个条件时，2255805246在矿区场地允许的条件下，应尽量取三者中的

9、较大3221594520值，同时结合该区域的经验值，确定采空区影响范4227258625～6O51547O11O25围，确保矿区周边房屋、人员的安全。61817274n由于矿区内地质构造不发育，矿体开采过程中未遇见地下水，表层碎石土层仅有2m，下伏岩层均l为闪长岩和灰岩，地层单一，该区域的采空区影响范围的计算可以采用式(1)的方法确定。士矿体上覆层均为闪长岩和奥陶系灰岩，属于中硬岩，在该区域内较为完整，节理裂隙不发育，根据室内试验参数和《工程地质手册》中的经验参数，取