·选·南矿地表移动变形影响及保安矿柱开采安全分析周勇,贺应来(锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南冷水江417502)摘要:对锡矿山南矿地表及井下岩移进行了观测研究,利用不同手段判断地表移动的变形量,从而了解充填质量和保安矿柱安全开采的情况,结合本矿山实际情况,利用观测数据来确定采空区上部建筑物的稳定性。关键词:移动变形;保安矿柱;建筑物;沉陷;采空区;地压中图分类号:TD801文献标识码:A文章编号:1003-5540(2012)05-0001-06锡矿山矿区面积为1119748km2,矿山采用竖井、斜井、平硐-暗斜井联合开拓方案,地下开采采矿方法为胶结充填法、普通房柱法、杆柱房柱法、杆柱砂浆胶结充填法、上向连续采矿法等,开采深度:标高从+620m至-492m。南矿地面工业场地共占地面积约414万m2,由于历史原因,在矿山开采范围有大量地面建构筑物,主要分布在200～400m标高之间,在平面上呈北东-南西长条形状分布,从矿区南至北主要建构筑物布置为:南面分布有尾矿库、油库和电站;中部布置公司总部、主提升的2#竖井、招待所、生活区、南选厂;北部飞水岩区布置了1#竖井、废石场、东西翼风井和冶炼厂。本文采用概率积分法对南矿开采引起的地表移动和变形进行计算,综合分析地表建筑物的安全。1地表移动变形影响分析111地表移动盆地边界的确定11111开采的直接影响和间接影响地下开采以后,在采空区上方及其周围地表发生移动和变形。岩层与地表的变形以及它所导致的建筑物、结构物和自然物的损害称为直接开采损害。在地表主要变形带之外,地表变形一般都很小,然而这时也可能发现一些开采影响的存在,它们往往表的影响程度,可将地表移动盆地划分出三个边界:最外边界、危险移动边界和裂缝边界。地表移动盆地下边界确定示意图如图1所示。11移动盆地的最外边界:移动盆地的最外边界是指以地表移动和变形都为零的盆地边界点所圈定的边界。一般取下沉为10mm的点为边界点。21移动盆地的危险移动边界:移动盆地的危险移动边界,是指以临界变形值确定的边界,表示处于该边界范围内的建筑物将会产生损害,而位于该边界外的建筑物则不会产生明显的损害。目前我国采用的一组临界变形值为倾斜i=3mm/m,水平变形ε=2mm/m,曲率k=012×10-3/m。以上述三变形值中最外一个值确定的边界即为危险移动边界,如图1中的A′C′B′D′所示。31移动盆地的裂缝边界:移动盆地的裂缝边界图1地表移动盆地下边界确定示意图作者简介:周勇(1968-),男,工程师,主要从事地压岩移观测技术管理工作。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---湖南有色金属第28卷2112地表移动与变形值的预计方法选取地表沉陷计算采用常用的概率积分法作为计算方法,概率积分法是以正态分布函数为影响函数,用积分式表示地表下沉盆地的方法,适用于地表移动与变形计算。全盆地的移动与变形计算如下:5Uy(x,y)2·π·κεy(x,y)==Ucm5y3rD2·π·(ζ-y)2(η-x)2+(ξ-y)2-π1)·e·dη·dζ+iy(-r22r(x,y)·ctgθ0扭曲变形:52W(x,y)=Wcm·κS(x,y)=(η-x)2+(ξ-y)215x5yW(x,y)=Wcm·κ2·e-π·dη·dζDr2π(2η-x)·(ζ-y)22r4··ηξ)(-x+-y)(Dπe-··d·ηζd22·π·(η-5W(x,y)x)rr6剪切变形:=Wcm·κ·ix(x,y)=45xrD(η-x)2+(ξ-y)25x(x,y)5Uy(x,y)e-π·dη·dζ=2·Ucm·κ2γ(x,y)=+r5y5x2·π·(ζ-y)D5W(x,y)=Wcm·κ(η-x)2+(ξ-y)2·4·π·(ζ-y)·(η-x)2iy(x,y)=-π·dη·dζ+5y4·er2Dr5r(η-x)2+(ξ-y)2e-π·dη·dζi(x,y)·ctgθ2x0r曲率:上述式中x,y为计算点相对坐标(考虑拐点偏移距)/m;D为开采矿层区域;W为下沉变形;r为影响半径;K为曲率;U为水平移动量;η为下沉系数;i为倾斜变形;S为扭曲变形;γ为剪切变形;ζ为水平移动;ε为水平变形。113南矿矿区地表下沉实测资料1995年3月至2009年10月,长期系统地观测了南矿南炼厂处的地表下沉。该处地表共设49个52W(x,y)5ixW(x,y)Kx(x,y)===Wcm5x2x)25x(η-x)2+(ξ-y)22·π2·π·(η-·κ·(-π·dη-1)·er242rrD·dζ52W(x,y)5iyW(x,y)Ky(x,y)===Wcm5y2y)25y观测点,沿4条线布置包括沿公路布置的公18～公2·π2·π·(ζ-(η-x)2+(ξ-y)2·κ·(-π25点,沿库房至炉房布置的炉3至库12点,沿澡堂...