矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

• Published in: 工程科学学报 Vol. 47; no. 2; pp. 215 - 223
• Main Authors: 杜岩, 张洪达, 谢谟文, 蒋宇静, 张明, 贾北凝
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室,北京 100083%山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,青岛 266590%安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,淮南 232001%北京综建科技有限公司,北京 100007 01.02.2025
• Subjects: settlement of goaf; 沉降位移比; slope of goaf; 采空区边坡; 锁固段; 动态稳定性评价; settlement-horizontal displacement ratio(SHDR); 采空区沉降; dynamic stability evaluation; locking section
• ISSN: 2095-9389
• DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2024.05.30.002

P642.22; 矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.