觀山礦地下開采對地表公墓群變形預(yù)測及關(guān)鍵控制技術(shù)研究.pdf

1、地下礦體的開采,會破壞周圍巖體原有的應(yīng)力平衡,引起巖層與地表移動,出現(xiàn)了采動損害問題,損壞地表構(gòu)筑物,造成對礦產(chǎn)資源、水資源、土地資源的污染和損害,引起山體滑坡、地質(zhì)災(zāi)害、大氣污染及其對礦區(qū)環(huán)境的損害等。這些問題都是采礦工業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題,特別是進(jìn)入21世紀(jì)之后,環(huán)境保護已經(jīng)成為人類要解決的重大問題,采動損害問題也受到越來越多的關(guān)注。因此,我們要在最大限度開發(fā)利用礦產(chǎn)資源、提高礦井綜合效益的同時,采用合理的開采技術(shù)控制開采引起的損

2、害程度,并進(jìn)行礦產(chǎn)環(huán)境的綜合治理與生態(tài)重建,實現(xiàn)礦業(yè)開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。
　　中國高嶺土公司是國內(nèi)最大的高嶺土采、選、研聯(lián)合企業(yè),由于礦區(qū)長期以來采用分層崩落法進(jìn)行開采,致使礦區(qū)地表產(chǎn)生了明顯的沉降和變形。為掌握礦塊開采后的圍巖垮落規(guī)律、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及對應(yīng)采動地表變形特征,確定礦塊的關(guān)鍵開采工藝參數(shù)及其開采順序,為采動地表變形控制提出依據(jù),本課題將采用現(xiàn)場實測、理論分析、實驗室試驗、數(shù)值計算等綜合研究方法,對觀山礦地下開采對地表公墓

3、群變形預(yù)測及關(guān)鍵控制技術(shù)進(jìn)行研究。
　　研究得到的成果和結(jié)論是:(1)根據(jù)觀山礦研究區(qū)域地表為公墓群的實際特點,通過實地考察與調(diào)研,經(jīng)與現(xiàn)場技術(shù)人員分析,確定其采動地表保護等級為Ⅱ級。(2)結(jié)合觀山礦具體開采現(xiàn)狀,宜采用側(cè)向與逆破相接合的推進(jìn)方向采礦,盡量減小采動坡體的變形,進(jìn)而最大可能減小對公墓群的損壞。(3)概率計算表明:選用條帶式開采(部分開采)方式,保留條帶寬度a和采出條帶寬度b的比值取為0.5(采出率約67％),以滿足國

4、家Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)為前提,采深為70m～80m的條件下,地表為水平時,最大采高約4m;在地表傾角為22°的條件下,最大采高約3m。(4)理論分析表明:在完全開采的條件下,采深為70～80m時,影響半徑約45.9m;在保留條帶寬度a和采出條帶寬度b的比值取為0.5(采出率約67%)的條件下,采深為70～80m時,影響半徑約為53.3m。(5)數(shù)值模擬計算表明:在4m采高條件下(采深70～80m)采寬不應(yīng)大于25m,礦柱留寬至少為10m;在3.5m

5、采高條件下可適當(dāng)增加采寬至30m,礦柱留設(shè)寬度不小于15m。(6)物理模擬試驗驗表明:在觀山邊坡條件下進(jìn)行完全開采是不可行的,只可進(jìn)行條帶(部分)開采,在此基礎(chǔ)上,分析了邊坡條件下高嶺土開采后的覆巖及采動邊坡活動規(guī)律及機理。(7)結(jié)合觀山礦開采技術(shù)現(xiàn)狀,不應(yīng)采用完全開采(長壁)方式,在采用部分開采(條帶開采)方式時,采高不應(yīng)大于3.5m,采寬不應(yīng)大于25m,而礦柱留寬不宜小于10m(采出率約71.4%),開采邊界距盤山公路的水平距離不小