基于随机介质理论的地下开采对公路_铁路的影响研究.pdf

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1、采矿工程露天采矿技术2010年第2期·3·基于随机介质理论的地下开采对公路、铁路的影响研究王航，王忠鑫，王庆利（中国煤炭科工集团沈阳设计研究院，辽宁沈阳110015）摘要：基于随机介质理论，采用地面变形移动程序GSM，以沉降、倾斜、曲率、水平位移为综合判定指标，运用地质绘图软件SURFER对地面变形结果进行后处理，得出直观描述地面变形的等值线，预测了公路、铁路的变形移动结果。通过分析发现，开采造成的公路、铁路变形移动值小于规定值，地下矿体的开采不会影响公路、铁路的正常运营。结合公路、铁路预测变形结果

2、，编制了相应的监测方案，为矿山安全开采提供了理论指导。关键词：随机介质理论；地下铁矿；监测中图分类号：TD823.83文献标识码：A文章编号：1671－9816（2010）02－0003－05ResearchfortheimpactofundergroundminingonroadandrailwaybasedonstochasticmediumtheoryWANGHang,WANGZhong-xin，WANGQing-li(ShenyangDesignandResearchinstituteSin

3、e-CoalEngineeringGroup,Shenyang110015,China)Abstract:Basedonstochasticmediumtheory，makinguseofgroundsurfacedeformationprogram(GSM)，takingsubsidence,incline,curvatureandplanedeformationascontrolindexes，groundsurfaceresultscanbepostprocessedwithgeologica

4、lmappingsoftwareSURFERtogetgroundsurfacedeformationresultstopredictthedisplacementanddeformationofrailwayandhighway.Accordingtotheanalysisresult,thedeformationvalueislessthanthespecifiedvalueandthenormaloperationwillbeinfluencedbymining.Combinewiththep

5、redictingdeformationvalueofnormalroadandrailway，amonitoringprogramisworkedout,whichprovidestheoreticalguidancetothesafetymining.keywords:stochasticmediumtheory;undergroundironmine;monitor1引言机介质理论，运用地表移动程序，以沉降、倾斜、曲率、水平位移为综合控制指标，对孟家岗铁矿孟南矿“三下”开采一直是地下复杂采矿的

6、核心难题之区地下矿体开采对公路、铁路的正常运营影响程度一。本文针对孟家岗铁矿开采对铁路、公路的稳定性进行预测，为矿山安全生产提供指导。展开研究。公路、铁路旁采矿不同于建筑物下和水体下采矿，路基的承载能力与稳定性受开采沉陷变形2随机介质理论及计算模型的影响较大，开展公路、铁路下或邻近区域采矿安全2．1随机介质理论性预测就具有重要的现实意义。国内外对公路、铁路在三维欧式坐标中，用随机介质理论推导的地下采矿安全性预测研究有以下方法：主要以现场监面下沉盆地W的表达式如式（1）所示，式中，W为地[1][2][

7、3]测分析、模型试验、有限元数值模拟、随机介质面下沉盆地函数，B11，B，B33，A1，A2，A3，N为介质结构[4-6]理论等方法。其中随机介质理论方法在理论上比参数。较严密，能反映岩石与地表移动的内在本质和一般水平成层岩体和直立成层岩体是倾斜成层岩体规律，使用较为方便，与现场结果吻合较好，是我国的特例，所以只要分析倾斜成层岩体就可以解决大《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开部分问题。对于倾斜成层介质下沉盆地函数如式（2）[7]采规程》唯一推荐的预测理论。因此，本文基于随所示，式中，K1

8、1（z），K22（z）为下沉盆地在岩层走向和收稿日期：2009-11-25倾向上影响半径的函数，计算时令b1=K11（z）=K22作者简介：王航（1985-），男，陕西咸阳人，2009年毕业（z），其中b1和b2为水平移动函数，M（z）为下沉盆于东北大学，助理工程师，主要从事桥隧工程以及岩土工程设地向岩层倾斜方向偏移函数，N（z）为岩体介质移动计与科研工作。过程中体积变化函数，在实际问题分析可以假定体·4·露天采矿技术2010年第2期采矿工程积不变，即N（z）=0。2