边帮煤采动影响下边坡变形演化特征及失稳形态分析

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 51; no. 7; pp. 321 - 336
• Main Authors: 王文才, 李俊鹏, 王创业, 陈世江, 王鹏
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古包头 014010 01.07.2023
• Subjects: subsidence faded area; 边坡失稳; 沉降减弱区; slope instability; 边坡稳定; material proportion; 材料配比; 崩塌失稳; 反倾向失稳; collapse instability; slope stability; anti-dip instability
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-0593

TD824.7; 边坡在自然和人为因素相互影响下存在典型的变形破坏和失稳特性,在岩土及采矿工程界备受重视,尤其是在边帮煤开采中,受露天和井工双重影响变形演化特征和失稳形态更为复杂.物理相似试验是研究各类岩土体变形演化特征和规律的重要手段,也是对大型岩土体现场研究的重要补充,在矿山和岩土工程领域应用广泛,其中材料相似配比的确定是分析研究的基础和关键环节.由此,首先通过相关文献查阅及本着取材经济、方便的原则,确定以河沙/骨料、大白粉和石膏/胶结材料作为试验材料,采用 2种配比方案制作标准试件,对其进行单轴压缩试验与原岩强度进行对比分析,确定方案 2可作为物理试验的研究配比号;其次,在确定材料配比的基础上建立边帮煤开采的物理结构模型,分析得出边帮煤开采过程中边坡变形破坏演化特征按变形阶段可以划分为表生改造阶段、结构改造阶段、时效变形阶段,变形破坏后的岩体可以划分为"竖三带",分别为垮落带、裂隙带和弯曲下沉带,按工作面开采长度上煤层可以划分为初期、中期、末期 3个阶段,下煤层可以划分为初期、末期 2个阶段,上煤层开采至终采线边坡岩体变形演化特征是沿采空区中心向两边形成沉降减弱区,最终形成对称分布半"金字塔"状的下沉盆地,下层煤开采至终采线变形破坏的岩体呈半"类曲线"状;最后,在物理试验和现场监测的基础上分析得出边帮煤上煤层开采至 120 m左右时,边坡会发生较小的失稳现象,下煤层开采至 120 m左右时,上下煤层之间的采空区发生贯通,失稳加剧,直至开采至终采线,边坡上部 1400平盘会形成局部指向露天矿坑的崩塌失稳区,其余平盘均表现为指向采空区的反倾向失稳.