工程开挖引起的地表移动及变形测量

分析了地下矿山、露天矿山开采，铁路、公路、基坑、隧道和地下工程开挖引起的周围地表移动与变形的特点。地表构(建)筑物都允许有微小的沉降和变形而不影响其正常使用并造成损害，文章介绍了通过地表移动预计和地表及其近邻建(构)筑物的变形测量，掌握变形规律，达到预防工程开挖灾害发生，判定其安全程度的目的。     

基于概率积分法的济宁某矿地表位移规律研究

采空区上方地表移动变形将严重影响附近建(构)筑物的安全。为分析地表移动变形引起建(构)筑物的破坏类型,明确地表沉降、倾斜、曲率对建(构)筑物的影响,基于概率积分法,以济宁北部某矿3307工作面为例,结合地表实测位移结果与FLAC3D数值模拟,分析了地表移动变形规律,并对地表建(构)筑物进行了安全性分析。研究表明:(1)随着工作面推进,地表下沉量逐渐增大,当采空区长度达到2倍的影响半径时,地表盆地最低位置开始触底,此时下沉量达到最大值。随着工作面继续推进,地表盆地尺寸不断扩大,最大下沉值不再增大。(2)开采深度对地表盆地形状具有重要影响,当开采深度较小时,地表盆地近似为开采工作面形状,随着开采深度增大,地表盆地逐渐趋近于椭圆形。(3)对3307工作面地表变形规律进行分析,将实测结果与理论计算结果进行了对比,两者误差小于5%,证明了理论计算结果的合理性。     

某铁矿地下开采地表变形数值模拟

地下矿产的开发不可避免地造成地表沉陷和移动变形,对矿区地表建(构)筑物造成一定的影响。为定性和定量研究矿区地表变形特征,运用FLAC3D数值模拟方法,对某铁矿开采引起的地表变形区域进行了划分,结果表明,地表建(构)筑物大多位于地表移动边界之外,扩界开采带来的影响较小。     

某铁矿地下开采对地表建(构)筑物的安全影响研究

为合理留设某铁矿隔水护顶矿柱,科学预测矿山地下开采对村庄、道路等建(构)筑物的安全影响,防止开采活动造成地表水漏失和建(构)筑物破坏,根据矿山地质和设计资料,采用3种不同理论计算方法对矿山隔水护顶矿柱厚度进行了计算,确定了隔水护顶矿柱的安全厚度。利用数值模拟软件对矿山不同阶段的开采过程进行了模拟,分析和总结了地表沉降值、沉降中心位置及地表变形的变化规律,明确了矿山地下开采过程中地表需重点监测和防范的区域。在数值模拟得到的位移数据基础上,通过理论公式计算,得出了矿区地表最大倾斜、曲率和水平变形值分别为1.72 mm/m、0.16×10~(-3) m~(-1)和0.71 mm/m,小于地表建(构)筑物保护等级对应的允许变形值。研究结果表明,在留设合理的隔水护顶矿柱并按设计要求进行开采的基础上,矿山开采引起的地表变形不会对地表建(构)筑物安全造成威胁,为矿山建设和生产安全提供了理论依据。     

基于MSPS系统和FLAC3D软件的地下开采地表沉陷预测分析

地下开采可能诱发地面建(构)筑物变形及地表环境破坏,造成巨大损失。为研究地下开采后能否消除对地表建(构)筑物的安全影响,以拟采用充填采矿法开采的某金矿为工程背景,依据地下开采地表沉陷理论,运用MSPS和FLAC_^3D相结合的方法,对充填开采后地表沉陷进行预测分析与对比印证,确定矿区充填开采后地面沉陷范围与大小。预测分析结果表明：该矿采用充填法开采,并采取合理的安全对策后,由地下开采所诱发的地面沉陷变量均未超过地面保护对象的地表允许变形值,满足建(构)筑物保护等级的要求;MSPS系统预测的地表最大下沉值偏大,而FLAC_^3D软件预测的地表最大下沉值较小,可能与数值模拟岩体力学参数取值有关,两种方法预测的地表最大下沉值都在允许变形范围内。分析结果对该矿安全设施设计以及类似矿山地表稳定性分析具有参考价值。     

长条形建(构)筑物保护煤柱留设及应用实践

根据开采沉陷规律,分析了利用移动角留设建(构)筑物保护煤柱的保护标准,针对长条形建(构)筑物的特殊性,分析了利用移动角留设长条形建(构)筑物保护煤柱存在的问题,由于该类型建(构)筑物长边距离较窄,地表叠加变形,使其不能有效保护建(构)筑物。提出利用地表移动与变形预计法进行长条形建(构)筑物保护煤柱的留设,既能有效保护建(构)筑物,又能避免留设煤柱过宽而减少资源采出率。     

矿山开采对生态环境的影响评价

依据鑫发煤矿的地质采矿条件,按照概率积分法、矿山开采对地表所造成的移动变形进行了预计,对地表建(构)筑物、评价区内生态环境所造成的影响进行评价分析,提出了矿山开采后所采取的相应措施。     

琅琊山铜矿地下采矿对复杂地表环境安全影响研究

为分析琅琊山铜矿地下采矿对矿区地表复杂的建(构)筑物造成的影响,建立了地表地形和地下开采模型,采用数值模拟方法对矿山地下采矿造成的地表沉降变形进行模拟,得出地表最大沉降值为48.4 mm,且各个沉降区域分布扩展较为均匀,倾斜变形、曲率及水平变形最大值均小于允许指标。采取模拟监测的方法,通过布置主监测线和辅助监测线来获得监测数据,对沉降变形进行修正。主监测线最大沉降值为45.99 mm,辅助监测线监测结果与主监测线监测结果相近。研究结果表明,沉降最大区域附近属于均匀变形,开采对地表建(构)筑物安全影响较小,同时也为矿山开展地质灾害防治工作提供了理论依据。     

张集矿区沉陷治理探讨

根据张集矿井田开采五年规划,通过对地表的移动变形预计,得出开采地面建(构)筑物的影响规律;根据矿区地表移动变形预计结果,得出地面建(构)筑物治理的基本方法。     

黄土丘陵区特厚煤层保护性开采技术分析

我国中西部黄土丘陵矿区地形复杂,冲沟发育,黄土层抗拉强度小、垂直节理发育,受采动影响后极易产生裂缝、台阶,且黄土地表受采动影响后移动变形剧烈、变形速度快,地表移动变形十分复杂。为确保地面建(构)筑物安全使用,文中在分析黄土丘陵区地表移动变形特征及地表建(构)筑物抗采动变形能力的基础上,对瑞隆煤矿8103工作面采取保护性开采措施,根据观测8103工作面开采后,地表移动变形未波及工业广场南侧护坡坡体,未影响工广建(构)筑物,仅对部分高压线塔产生轻微影响。     

地下开挖地表移动变形可视化系统开发

地下开挖必然会导致地表发生相应的移动与变形,而当地表的移动变形超过某一范围时,就会破坏地表的建筑物。通过预计地表的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形的大小和影响范围,就可以判别建筑物是否受到开采的影响以及受到开采影响的程度,从而科学指导地下开采。主要以概率积分法为理论基础,Matlab软件为编程平台,实现了地下开采地表移动变形的可视化,充分利用Matlab平台的优势,弥补了过去相似软件在某些方面的不足,为地表移动变形计算分析提供了帮助。     

极分散深部矿体开采对地表及建构筑物的影响分析

地下矿山大规模开采会对周围岩体造成扰动,会出现围岩的变形、开裂或者移动,逐渐对地表及其建构筑物造成威胁。以张家岭整合矿区深部大规模开采对地表及其建构筑物的稳定性影响为研究背景,通过辨识得到张家岭整合矿区影响范围内主要建构筑物的保护等级,进而分析影响地表变形的主要因素,结合实际工程地质条件,采用数值模拟方法,利用3Dmine-FLAC_3^D联合建模分析方法,对张家岭整合矿区深部矿体一期及二期开采后,地表变形及地表构建筑物稳定性进行分析。计算结果表明：一期开采地表移动变形较小,随着二期开采的展开,地表最大竖直位移及最大水平位移逐步增大,其中地表最大沉降为10mm;分析在深部开采结束后, G206国道、尾矿库、竖井、村落、诸河流的地表倾斜、地表曲率及地表水平变形值均满足相关规范要求,因此得出张家岭矿区地下开采对该区域的地表变形影响较弱。     

充填法开采诱发矿山地表沉降数值分析研究北大核心

地下开采对地表河流、公路、构筑物等扰动影响是矿山首要关注的问题,传统的岩体移动带圈定难以直接确定地表河流、道路的稳定性。为探究地下开采对地表沉降的影响,采用FLAC 3D软件对小栗子一、二铁矿区充填开采过程中地表的岩移数值模拟计算的方法,分析地下开采过程对地表沉降变形、地表河流及邻矿运输道路稳定性等的影响。结果表明:地表的绝对位移较小,倾斜率、曲率、水平变形值等指标均远小于规范允许值,稳定性较好,整个地表均较为稳定,同时进一步说明了要保持地表河流、运输道路的稳定,采空区回填非常必要。计算结果可为矿山的安全开采提供一定的理论支撑。     

基于大变形离散元模拟分析的地表移动范围确定

以金平长安矿业有限公司地下开采对上部金平—老猛省级公路(简称金老公路)的影响为研究对象,在现场调查、室内岩石力学实验及矿岩体质量分级的基础上,采用大变形离散单元法2D-Block,对研究区域内0-2~#、4~#、2~#、3~#剖面在完全空场开采条件下地表的移动范围进行了研究。结果表明,在完全空场条件下,采动影响范围最大的0-2~#剖面西帮岩石移动角为52°,移动范围离金老公路约有75m,其余剖面移动范围离金老公路的最小水平距离都超过80m,地下开采对金老公路无影响。实践证明,采用离散元法研究地下开采对地表的影响范围是合适和可行的。     

采煤沉陷区“地-基-塔”变形监测分析软件研发与应用

为了实现采煤沉陷过程中杆塔随地表发生移动变形的实时监测,基于地表、基础、杆塔3对象测点的坐标数据,研发了由坐标数据进行移动变形分析的换算模型,开发了用于下沉、倾斜、水平移动、水平变形4指标的变形数据存储、分析、呈现应用程序。实测数据分析结果表明,软件分析结果准确,可实现数据查询、显示和分析,可为地下采煤过程中地表杆塔的保护提供技术支持。     

基于概率积分法和FLAC3D数值模拟法的地下采矿对露天采场影响分析

为保证某矿山地下矿体与露天矿体协同开采的安全稳定，根据矿体赋存条件，采用概率积分法与sufer软件相结合的方式，预测出地下开采引起的地表陷落结果，将预测结果、FLAC3D数值模拟结果与《有色金属采矿设计规范》中的相关规定数值进行对比，从而分析该矿山采矿方法对位于地表的露天采场稳定性的影响。采用概率积分法的变形预测结果表明，地下开采完后，整个露天边坡处于III级构筑物保护范围内；采用数值模拟法计算结果表明，地下开采完后，整个露天边坡均在II级构筑物保护范围内。理想条件下的概率积分法与FLAC3D数值模拟方法结果大致吻合，两者计算结果均在相关规范的安全允许范围内，对于地下和露天协同开采具有指导意义，也证实了2种方法的准确性。     

程潮铁矿西区开采塌陷对选矿厂的影响及保护措施

程潮铁矿东区现生产的选矿厂位于西区的西端，由于西区矿体埋藏深，开采引起的岩移塌陷关系到现选厂的利用。文中介绍随机介质理论用于预计地下开采不同深度引起地表移动变形范围，依不同的范围研究保安矿柱的圈定，从中选择有利于选矿厂的保护方案。     

煤矿开采对马家石畔沟大桥影响研究

针对马家石畔沟大桥受开采影响情况,从地表移动变形及地基基础稳定性两方面进行分析。根据大桥移动变形的观测数据,结合大桥结构及开采区地质开采条件,分析给出了采空区地表移动变形规律。在此基础上,结合大桥受损现状分析,应用概率积分预计模拟方法,模拟预计了开采地表剩余移动变形对大桥的影响程度,确定了开采对大桥影响程度在I级范围内。针对大桥的地基稳定性,运用传统分析与FLAC3D的结合,确定了大桥下伏采空区处于基本稳定状态,研究结果可作为桥梁的后期修复的依据。     

高速公路压覆矿体开采地表变形预测

为分析研究高速公路压覆矿体开采对高速公路的影响,采用概率积分法理论计算预测地表移动变形值,并利用3DMine、Midas、FLAC^3D等软件,对盘龙铅锌矿矿区高速公路的压覆矿体开采造成的地表移动变形进行数值模拟研究,综合分析理论计算与数值模拟结果,从而判断压覆矿体开采是否会使高速公路发生破坏。研究表明:地表发生最大沉降位移处位于6~10线开采中心正上方;数值模拟与理论计算得出的地表最大倾斜值、最大曲率值、最大水平变形值均满足规程要求,高速公路未发生破坏。