功效系数与改进AHP法的地下矿山采空区稳定性评判

由于我国大部分石灰石矿在进行开采时技术较为落后,导致形成越来越多的地下采空区。石灰石地下矿山采空区改变与破坏了地球表面和岩石圈的自然平衡,从而产生采空区塌陷等地质灾害。因此,如何治理大量的石灰石地下矿山采空区已经成为摆在我们面前的紧迫课题。本文将在分析石灰石地下矿山采空区存在的危害的基础之上,提出对石灰石地下矿山采空区进行综合治理的对策。

研究采空区处理是普遍存在的采矿技术难题的关键,空场法是地下矿山常用的采矿方法,因此在我国的地下矿山中存在着大量由空场法形成的采空区。本文以某地下矿山空场法形成的3个采区为例,分别进行正对性的治理,有效控制地压,避免大规模的地压活动,消除潜在的安全隐患,确保井下作业安全生产。

根据某矿山的采空区围岩的条件,建立三维有限元模型,运用三维有限元软件abaqus,对采空区围岩和地表建筑地基稳定性进行了数值分析,得到了采空区影响范围的位移场和应变分布规律。模拟结果表明,采空区存在破坏的可能。因此,对矿区内老采空区必须进行处理。同时结合采空区现状,建议中部采用粗骨料胶结充填,两翼采用尾砂胶结充填。

介绍龙山发电厂一期铁路专用线采空区的注浆加固范围和沉降控制研究,运用flac3d对不同加固范围情况下的采空区稳定性进行了数值分析,用以指导设计与施工。

针对采空塌陷区形变稳定性问题,基于矿山遥感监测技术方法,解译、对比了四川省筠连煤矿区2009年、2012年和2015年3期遥感影像,获取了采空塌陷、矿山开采点和矿山占地等动态变化信息;分析了矿山开发环境状态变化与采空塌陷区变化趋势的相关因素,认为煤矿开采状态的变化能够影响采空区形变的趋势。基于遥感监测结果,采用塌陷区稳定性分析方法,推算出采空塌陷区持续形变和新增形变信息,编制了采空塌陷区形变趋势分区预测图,并针对性地提出了下一步防治对策和建议。

采空区地基稳定性评价报告——拟建工程建（构）筑物总平面布置见图1-2所示。主要建、构筑物名称及要素见表1-1所示。大型重要设备尺寸见表1-2。荷重最大的设备为甲醇合成塔、甲醇洗涤塔、气化炉、澄清槽等。建构筑物最高的为煤筒仓（高度43.5m）和气化框架（高度...

老采空区地基稳定性评价——通过收集建设场地地区的有关地质采矿技术资料，对建设场地老采空区进行了残余沉降预测和小区的地基稳定性评价，并提出了建筑物抗变形措施建议。

以唐山古冶分公司新建11#楼下伏采空区为例,采用离散元方法程序3dec对采空区上方建筑物的稳定性进行数值分析。根据勘查获得采空区分布范围和采空区岩层信息,运用由整体到个体的方法建立3d计算模型,分析不处理和处理情况下采空区的稳定性。通过模拟计算,在不处理的情况下,监测点沉降量约为20cm;在模拟注浆充填体的物理特征来处理采空区的情况下,监测点沉降量约为3.5cm。模拟结果表明,采空区处理后,沉降量在建筑物允许沉降范围之内,为施工采取相应措施提供了理论依据。

矿山测量是一门技术科学,应用领域十分广泛,涉及到矿山生产的各个阶段,应用于矿区生产与管理的各个环节,而且实践中的新问题总在不断产生,并要求有效的解决办法,如何在已有的软硬件设施的基础上,通过技术的改革和发展科学并高效地解决出现的问题,就要求进行技术创新。本文借鉴近几年对采空区动力破坏过程监测与预报研究和矿山应用事例以及一些重要因素的分析,阐述矿山测量技术创新以及采空区动力灾害过程监控的数字化理念。

为评价某矿山采空区群的稳定性,应用有限元flac3d软件对该矿体及复杂多层采空区群三维数值模型进行了模拟分析。选取相邻空间区间顶板厚度小于30m和顶板跨度较大的空区群作为研究对象,对多层采空区的应力分布和塑性区(结构塑性强度破坏方面)以及采空区顶板中点位移监控(变形控制方面)进行了研究,并根据研究结果对矿体所有采空区进行了稳定性分类,为后续采空区治理提供了可靠的依据。

以东方龙泉建筑工程为例,基于刚体极限平衡原理,采用力学分析方法确定了建筑荷载作用下采空区上覆岩层的临界厚度.同时,由现场勘察和地质资料,建立了采空区场地的工程地质模型和三维数值模型,应用flac3d揭示了采空区场地在自重场下和建筑荷载作用下的三维应力场、位移场和破坏场的变化特征,分析了地表残余变形倾斜值、最大水平位移及曲率等,对采空区场地地基进行了稳定性评价,得出该场区在建筑物荷载作用下采空区地基处于稳定性状态.该评价方法对类似工程有重要指导意义和借鉴价值.图6,表1,参7.

在公路建设中常常遇到小窑采空区,这类采空区一般开采规模小,系私人开采,不支护或仅简易支护,无充填,顶板自由塌落且开采无规划,采取率低,无勘察资料,无采矿资料,部份地段还经多次复采,使得这类采空区不但勘察难度大,具有许多不确定性,而且稳定性评价难以确定采取何种模型,给采空区处理带来困难。

为研究复杂采空区的稳定性,在前期现场调查、现场原岩应力测定、室内力学试验及岩体力学参数工程处理的研究基础上,应用现代仿真技术与计算机数值模拟技术,采用flac3d方法对龙桥铁矿空区形成过程及采空区稳定性进行模拟计算和预测分析,研究表明:采空区形成后,空区四周各角隅处首先达到极限剪切破坏状态,随着采空区的增大,角隅处破坏区域逐步延深扩大,顶板中央拉应力分布逐渐明显,最终变为拉应力破坏;采场周边围岩位移最大,往外距离开挖边界越远,围岩位移就越小,且采场上盘围岩位移比下盘围岩要大得多,围岩移动方向均指向采空区;在采场顶板以上形成围岩移动位移等值拱;采空区顶顶中央点下沉量最大,向空区侧面急剧降低,空区以外点的下沉量变化较小,且距空区越远下沉量越小;采空区一半高度的水平断面上围岩以垂直向下位移为主.

根据缓倾斜矿体的特征,采用flac3d软件对某铁矿1#矿体采空区稳定性进行了充填前后的数值模拟,对空区治理、矿柱回采的方案制定及安全生产具有一定的借鉴作用。

基于某铁矿ⅱ#矿带采空区现状,首先采用flac3d软件进行稳定性模拟,然后根据flac3d软件计算结果以及安全因素设计出合理的采空区处理方案,最后模拟出采空区处理后的期望结果。结果表明,基于flac3d软件模拟采空区处理过程能够为设计采空区治理方案提供较为可靠的依据,在一定程度上具有优化采空区治理方案的作用。

采空区建筑地基稳定性评价——采用理论分析和定量计算相结合的技术路线，根据“三带”理论对采空区对地表的影响程度和地表移动区的范围定性定量评价，应用应力分析法对矿区地点进行稳定性分析。

采空区建筑地基稳定性评价研究——以东方龙泉建筑工程为例，基于刚体极限平衡原理。采用力学分析方法确定了建筑荷载作用下采空区上覆岩层的临界厚度．同时。由现场勘察和地质资料，建立了采空区场地的工程地质模型和三维数值模型，应用flac~~揭示了采空区场地在...

采用理论分析和定量计算相结合的技术路线,根据“三带”理论对采空区对地表的影响程度和地表移动区的范围定性定量评价,应用应力分析法对矿区地点进行稳定性分析。

安全评价分为安全预评价、验收安全评价、安全现状评价和专项安全评价四类。专项安全评价结论通常决定项目的可行性或安全状态。通过2个实例,介绍了ansys在采空区稳定性这一专项安全评价中的应用。结论表明,计算模型的正确性决定评价结果的可靠性,力学参数控制评价结果的精确度。三维ansys模型能简便、可靠和快速评价采空区的稳定性。

利用调查、地质调绘、工程物探及钻探等勘探方法,对鹤大公路k225+179中桥下部采空区进行综合勘察,查明场地地质构造、地层岩性、采空区分布范围、规模及塌陷情况,采空煤层为15#煤层,上部覆岩为软弱覆岩,塌陷导致地表出现沉降,并引发桥体下沉。进行采空区区域划分及稳定性分析评价,并预测后期位移量,采空区为倾斜煤层采空区,煤层厚度较大,预测后期桥体会发生较大沉陷,并产生较大水平位移。为保证桥梁的安全,根据治理难度分析,提出桥梁移位至无采空区的安全地段,原桥梁拆除后修筑路基的整治方案。

为了分析锡矿山锑矿床五窿道区老采空区上方建筑地基稳定性,对该区的采空区进行了现场调查,分析和探讨了采空区建筑物移动变形机理和采空区围岩失稳机理。采用abaqus对采空区建筑地基稳定性进行三维有限元模拟分析,研究表明,该区采空区都存在破坏的可能,对老采空区必须进行处理。

基于功效系数法的基本原理,在综合考虑青岛地铁实际地质情况的基础上,选取岩石抗压强度、完整系数、软化系数、结构面性态、地下水作为围岩稳定性的评价因素,并采用粗糙集理论确定各指标权重,建立了基于粗集功效系数法的地铁围岩稳定性评价模型。研究表明,稳定性分析结果与实际开挖情况相吻合,运用粗集功效系数法对青岛地铁进行围岩稳定性分析是可行的,为围岩稳定性分析提供一种新思路。