露天转地下开采覆盖层界面移动规律初步分析
地下开采地表移动变形规律研究
３ ． 地表移 动 变形 的影 响 因素
３ ． １ 覆 岩 力学 性质 、 岩层 层位 的 影响 地表 移动变 形的影 响 因素 有很多 ， 开 采沉陷 的分 布规 律取决 于地质 和采矿 的综 合影 响。 第 一个 是岩 石 的力 学性质 （ 坚硬、 中硬 软弱） 【 ４ ］ ， 它对 层状 矿体 开 采引 起的岩 层和 地表 沉 陷影 响很大 。 一 般来 说 ， 顶层 岩石 的坚硬 程度 与地 表移 动变形具 有一 定的联 系性 ， 当岩石 坚硬 时 ， 拐点偏 移度会 向采 空区一侧 靠近 ， 当 这个坚硬 度 比较小 时 ， 会 呈现 出相 反 的态势 。 上层 岩石越 发坚硬 ， 地 表下沉 度就 会越小 。 同时 ， 岩 石和地 表下 陷还受 到层位 的影 响 ， 当软岩石 覆盖在 硬岩石 层上 方时 ， 硬岩 层在 锻炼 过程 中产 生 的力量 会受 到一 定的抵 销 ， 降低 移动 变化 带来
的破坏 程 度 。 ３ ． ２ 松散 层对 地表 移 动特征 的影 响
陷在体积 和面 积上呈 现一种 比例 关系 ： 如果采 出体积 为 １ ， 则 塌陷体 积就 大约是 ０ ． ７ ； 面积差 异就 比较 大 ， 开 采 面积 为 １ ， 塌 陷区面 积大概 就是 １ ２ ［ １ ］ 。 可 以看 出， 它 对 人们 的生 活环 境会 造成 极大 危害 ， 开 采损 害纠纷 也 时有发 生 。 地下 开 采出 的 矿石 的冶炼 会造 成空 气污 染 以及水污 染 ， 开 采影响 可 以用“ 三带 ” 型来描 述 ， 并 且 具有 很 强的针 对 性和 适用 性 。 ２ ． 地衰 移动 过稷 中的 变形 规律 ２ ． １ 开采 引起 的岩 层和 地表移 动 地下 岩层 在地 应力 场的 作用下 是一 种平衡 状态 ， 在 矿体 被采 出来 的时候 ， 会 在岩体 内形 成一个 采空 区［ ２ 】 ， 若它 的平衡遭 到破 坏 ， 岩 体 只有 移 动、 变 形和破 坏达 到新 的平衡 。 岩层 移 动就 是这 个过程 的产物 。 在开 采过 程 中 ， 矿 区 的岩石 等地表 物会 在重 力作用 下产 生下 沉 ， 这就 会导 致 原本 平坦 的地 面 会 变得 扭 曲 ， 如果 内部 的作 用 力超 过岩 层 自身 的受 力强 度
眼前山铁矿露天转地下开采关键技术分析
２ 矿 山开 采 现 状
眼前 山铁 矿 为 生产 矿 山 ， 目前 采 用 露 天 开 采 ，
矿 山有完 善 的工业 辅 助设施 。矿 山露 天 开采设 计规 模 为 ２ ０ ｔａ ５ 万 ／ ，目前 实 际规模 约 ３ ０万 ｔａ ０ ／ 。眼前
第 ｌ Ｏ卷
第 ｉ 期
矿 业 工 程
Ｍ ｉ ｎ ｎｉ ｇ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉ ｅ ｒ ｎｇ １ ５
２１ ０ ２年 ２月
・
矿物开采 ・
眼前 山铁矿露天转地下 开采关键 技术分析
姜 鹏
（ 中冶北 方工 程技 术有 限公 司 ，辽 宁 鞍 山 １ ４ ０ ） １ ０ ９
封 闭圈 标 高 为 ９ ３ｍ，台 阶 高 １ Ｉ ２１，最 终 露 天 境 界 Ｔ 露 天 底 标 高 一１ ３１ 。 目 前 开 采 最 低 标 高 为 ８ ＂ ２ １
一
了露天 与地 下开 采 的有 利工艺 特 点时 ，统 筹规 划露 天 与地 下开 采 的工程 布置 ，可 以使 矿 山 的基建 投 资 减少 ２ ～５ ，生产 成本 降低 约 ２ ％。 ５ Ｏ ５
岩 型铁 矿体 和夹 有各 种 片岩 、脉岩 及少 量 的富铁 矿
组 成 。３个矿 体彼 此 间平 行分 布 ，均 呈 直 立单 斜 构 造 走 向 ２ ０～ ３ ０ ，倾 向北 东 ，倾 角 一般 为 ７ 。 ７。 ０ 。 Ｏ ９ 。 矿 体 长１７ ７Ｉ ，厚 ７ ￣ ２ ５１，２ Ｏ ，１ ４ ｎ ５ ２ Ｉ 矿体 长 Ｔ ３ ４Ｉ，厚 ５ １ Ｉ 矿体 长 １０ ０ｍ，厚 ４ ５ ６ Ｉ Ｔ ～ ４１ ，３ Ｔ ２ ． ～
回采工作面上覆岩层移动规律的分析
回采工作面上覆岩层移动规律的分析【摘要】不同地区的煤层赋存条件往往存在着很大的差异，由此而造成的综合机械化开采过程中的矿压显现特征也会有很大程度的不同，因此，针对不同矿区具体的煤层开采主、客观条件，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，运用数值计算方法对采场周围应力场分布、顶底板岩层稳定性、支架对围岩的支护效果等进行了分析，掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压进行预测预报，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，来保证矿井安全高效生产。
【关键词】工作面；覆岩；移动；规律；分析1.有关采场覆岩活动规律的重要性综合机械化采煤理论及技术已取得很大发展，综合机械化采煤的安全性、经济适用性等已经得到很大提高；综采工作面矿压控制理论技术研究手段、研究成果也有很多。
但是，不同地区的煤层赋存条件往往存在着很大的差异，由此而造成的综合机械化开采过程中的矿压显现特征也会有很大程度的不同，因此，针对不同矿区具体的煤层开采主、客观条件，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，仍是保证安全高效生产必不可少的前提工作。
2.顶板垮落距的计算2.1直接顶垮落煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落。
回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大，当其达到其极限跨距后开始垮落。
直接顶第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。
直接顶初次垮落的标志是：直接顶垮落高度超过1～1.5m，范围超过全工作面长度的一半。
此时直接顶的跨距称为初次垮落距。
初次垮落距的大小由直接顶岩层强度、分层厚度、直接顶内节理裂隙的发育程度所决定，它是直接顶稳定性的一个综合指标。
2.2基本顶的断裂随着工作面自开切眼开始推进，基本顶达到初次断裂时的跨距称为极限跨距，也称初次断裂步距。
掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压的预测预报、岩层移动的计算与控制具有重要的作用。
基本顶的梁式断裂图3-1 基本顶两端固支梁受力分析（1）（2）式中，M—该点所在断面的弯矩；y—该点离断面中性轴的距离；Jz—对称中性轴的断面矩。
1采煤工作面上覆岩层移动及矿压显现规律 论文
采煤工作面上覆岩层移动及矿压显现规律摘要：在大多数情况下，矿压显现会给地下开采工作造成不同程度的危害。
为了使矿压显现不影响正常开采工作，保证安全生产，必须采用各种技术措施加以控制。
包括对采掘空间进行支护，对松软破碎的煤层进行加固，用各种方法使巷道或回采工作空间得到卸压，对采空区进行处理等。
此外，对矿压的控制不仅在于消除和减轻矿压对开采工作造成的危害，还包括有效地利用矿压为开采服务。
研究矿压显现规律及各种控制方法的基本目的，是为了保证生产安全和取得良好的经济效益。
关键词：采煤工作面支撑压力及其显现地质因素技术因素1.绪论煤炭是我国的主要不可再生资源，它是我国工业生产必不可少的一部分。
因此，研究如何采煤及煤与岩石的关系是十分重要的。
这篇文章主要是介绍采煤工作面上覆岩层移动及其矿压显现规律，采煤工作面的围岩构成，采动岩体破坏的基本形式，裂隙带岩层的结构形式，工作面得矿压显现方式，直接顶的运动规律，基本顶的运动规律，支撑压力及其显现，地质因素，技术因素。
采煤工作面与矿压是息息相关的，要想安全的采煤，把产量搞上去，我们必须去研究矿山压力，因为在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉、底板鼓起、巷道变形后断面缩小、岩体破坏散离甚至大量冒落、煤被积压产生片帮或突然抛出、支架严重变形或损坏、充填物受压缩以及大量岩层移动、地表发生塌陷等。
2.1采煤工作面的围岩构成在煤层或岩层中开掘巷道和进行回采工作，称为对煤层或岩层的“采动”。
采动后在煤层或岩层中形成的空间，称为“采动空间”。
直接位于煤层上方和下方的岩层分别称为煤层的顶板和底板。
根据顶底板岩层距煤层的距离和对回采工作的影响，煤层的顶、底板岩层可以分为伪顶、直接顶、基本顶和直接底。
2.1.1伪顶位于煤层之上，极易垮落的薄岩层称为伪顶。
2.1.2直接顶直接顶位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性，移架或回采后能自行垮落的一层或数层岩层。
2.1.3基本顶位于直接顶之上较难垮落的厚层坚硬岩层称为基本顶。
露天转地下开采地质灾害规律及其防治
露天转地下开采地质灾害规律及其防治张海波;刘芳芳;董付科【摘要】对露天转地下开采过程中出现的地质灾害如:露天采场边坡失稳、地面塌陷、矿坑涌水、巷道变形以及泥石流等灾害规律进行了整理论述,并相应提出有效解决措施,为矿山生产安全提供了理论依据.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P5-7)【关键词】露天转地下;边坡;塌陷;涌水;巷道变形【作者】张海波;刘芳芳;董付科【作者单位】河北联合大学,河北唐山063000;河北地质职工大学,河北石家庄050081;河北地质职工大学,河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TD77+10 引言国内一大批深凹露天矿正在或即将转入地下开采,露天转地下或露天地下联合开采已经成为当前和今后一段时间国内矿山的热点之一。
随之所产生的地质灾害问题,也是当前各个矿山面临的新问题。
如露天转地下复合开采条件下所产生的地质灾害如岩体变形和移动所诱发的露天边帮滑坡、地面坍塌等,是露天转地下矿山所面临的重要地质问题。
1 露天采场边坡失稳露天采场边坡的稳定是确保露天开采安全生产的关键,但是露天转地下开采的矿山稳定性问题既不同于单一的露天开采,又不同于单纯的地下开采,复合开采矿山的岩体经历露天和地下二次开挖扰动,应力场和位移变化比较复杂(见图1)。
图1 地下与露天综合开采和应力作用原理图从应力场的变化来看,随着露天开挖的进行,由于卸载作用,边帮岩体内的能量逐步得以释放,露天采动影响范围内应力状态不断发生变化,岩体也产生相应的变形和滑移,系统处在一种动态平衡的变化之中。
露天开采末期转入地下开采,地下开采引起的应力变化会对露天采用影响范围内的岩体产生二次扰动,表现为地下采动效应对原来平衡体系的干扰或作用,使得两种采动效应相互影响和扰动,形成一个复合动态变化系统。
边坡的地质体由于形成条件、改造作用强度差异,致使其物理力学性质复杂,就是在同一地区,同一岩体或岩组内,会出现物理力学特征的强烈的空间和时间变化性[1]。
露天矿山转地下开采隔离层安全厚度及采动稳定性研究
露天矿山转地下开采隔离层安全厚度及采动稳定性研究摘要：大型矿山，在露天开采后期及结束后，将采用地下开采，而研究露天转地下开采采矿方法是基础性工作，是非常有必要的。
基于此，对市政工程进行研究，以供参考。
关键词：露天矿山转地下开采；隔离层安全厚度；采动稳定性引言露天转地下开采是一项复杂的系统工程，地表矿坑与地下结构组成复合的动态开采系统。
其中，在露天转地下联合开采过渡时期，隔离层的设计是关系到矿山能否安全生产的重要问题，通过布置一定厚度的隔离矿柱可以保障露天与地下开采同时正常运行。
若隔离层过薄，会对井下生产带来极大安全隐患，若隔离层太厚，又会使得矿产资源严重浪费。
因此，隔离矿柱安全厚度的确定及其采动影响分析是露天转地下矿山需要开展的一项重要研究工作。
1工程概况某铜矿分为露天和地下开采２种方式：露天开采分南北２个采坑，南采坑计划开采到最低标高34ｍ水平，现已完成开采，北采坑计划开采至－50ｍ水平，现已开采至底部境界标高－14ｍ；地下开采范围为矿权范围内＋300～－255ｍ，首采中段为－100ｍ中段（标高－50～－100ｍ），现已经全部完成回采并进行了充填，正在回采的－150ｍ中段，采场分布高度为－95～－137ｍ，因前期露天开采仍在进行，地下开采采用嗣后充填采矿法。
2隔离层安全厚度计算常用的隔离层稳定性分析方法主要有：荷载传递线交汇法、厚跨比法、结构力学法、松散系数理论法、普氏拱理论、空场长宽比法、Ｋ．Ｂ．鲁别涅依特理论估算法等。
3数值模型建立及开采方案3.1三维建模采用FLAC3D程序建立三维计算模型，模型尺寸：矿体倾向Ｘ＝1250ｍ，走向Ｙ＝1050ｍ，标高Ｚ为－300ｍ至地表。
整体模型网格采用六面体单元划分，共计473058个实体单元，461200个节点。
3.2边界条件模型上部设置为自由面，允许发生自由位移，四周设置法向约束，限制水平位移，允许发生竖向位移，底部设置固定约束。
计算时不考虑其他构造应力的作用，在垂直方向施加反向应力加速度，在自重应力下平衡初始地应力。
露天转地下覆盖层研究进展
我 国冶 金 矿 山 ８ ％ 以上 的矿 石 量 来 自于露 天 ０ 开采 ， 经过几 十年 的开采 ， 目前 我 国大多数 大 中型露 天矿 山已经进 入 了 中后期 开采 ， 即将 或 者 已经 面 临
滑塌 ， 给企 业生 产 和 财产 安 全 带 来极 大危 害 。如 果 地下 巷道直 接 和上 部露 天坑 底 相通 ， 很难 使 井 下 生
露 天转 地下 开采 的需要 。
１ 覆 盖层散 体性 质
３０ ｔ ０ 万 以上的冶金露天矿山有 １ ６座， 其中有 １ 座 ０
设计 凹 陷 开 采 ， 度 达 到 ２０ 以上 ， 大 深 度 达 深 ０ｍ 最
４ ０～ ０ ｍ。 由于 我 国多数 大型 铁 矿床 为 倾斜 和急 ０ ５０ 倾斜 矿体 ， 埋藏 延 深 一般 较 大 。 当 凹陷 开 采深 度 超
过 ４０ 以后 ， 续进 行露 天 扩 帮开 采 ， 济上 不 合 ０ｍ 继 经
理， 同时造 成土 地 的大量 占用 ， 离 的大量 废石进 一 剥
覆 盖层 一般 由崩 落或塌 落 的岩石 、 粘土 、 表土层 或 者有 人工 添加 的尾 矿 砂 等 物 质组 成 ， 粒 大 小 不 颗
一
步恶化矿山及周边的生态环境和地质环境 ， 资源却
（ ．Ｓ ｈｏ ｏ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎａ ｄＭａ ｐｎ ， ｅ ｅ Ｐ ｌ ｅｈ ｉ Ｕ ｉ ｒｉ ； ．Ｔ ｎ ｓａ ｉ ｎｎ ｑ ｉｍｅｔｎ １ ｃ ｏｌ ｆ ａ ｓｏｔ ｉ ｎ ｐ ｉｇ Ｈ ｂｉ ｏ ｔｃｎｃ ｎ ｅｓｙ ２ ａｇｈｎＹａ ＭｉｉｇＥ ｕｐ ｎ — Ｔ ａｏ ｙ ｖ ｔ ｎ Ｉ ｓｅｔ ｎＣ ． Ｌｄ ｐ ｅ ｏ ｏ ，ｔ．） ｉ
关键词 ： 盖层 ； 覆 颗粒 ； 安全 结构
露天转地下开采边坡岩体滑移规律研究
对 于先 露天 后 地 下 开采 的矿 山 ， 该 系 统 内的 在
右边 界 水平 约 束 ， 部 固定 约 束 见 图 ２ 下 。模 型划 分
岩体应 力状 态与 变化 过程 完全 不 同于单 一露 天开采
网格时 ， 结合坡体边界对网格类型的适用性 ， 坡体区 域采用三角形网格 ， 其它部位采用四边形网格 ， 并在 边坡 体 和采 空 区周 围局部 加 密 网格 。在 计算 分析 时 清除位移 ， 留应力 ， 保 以待下一步分析时使用 。
后应力变形的全部信息。具体步骤见图 ｌ 。
２ 原岩 应力状 态模 拟分 析
将 ＳＧ Ａ Ｗ 运 用 于 采 矿 工 程 的 地 下 开 挖 分 ＩＭ ／ 析 ， 一 步进行 原岩 应力 的数 值模 拟 ， 第 即给 开挖 岩体 中施加 在地质 年代存 在 的应 力 ， 拟 时边界 条件 ： 模 左
１分别进行有限元数值分析 ， ， 在模拟过程中选取采 场 关键 部 位 的单元 进 行 分 析 ， 过 分 析 这 些关 键 单 通
元 的应 力 及位 移 ， 最终 确定 出较好 的开挖方 案 。
表 １ 三种方案采场结构参数 （ ｍ）
应 力 ， 人开挖 模 型进行 计算 分析 ， 可 以得 到 开挖 导 就
应力变 化量按 照不 同开 采 时序 段 依 次进 行 划 分 ， 那 么 ， 地 下 采 动 引 起 的 应 力 变 化 依 次 为 ｛ ｏ ｝ 由 Ａ－ 、 ｛ ｏ ｝． ・Ａ －｝ Ａ ＂ ． ｛ ｏ 。边 坡岩 体 内的应 力场 变 化依次 …
露 天转 地 下 开 采边坡 岩 体 滑 移规 律 研 究
许 文飞 陈启元
（ 中钢 集团马鞍 山矿 山研 究院有限公司） （ 马钢姑 山矿 业公司）
第1章覆岩与地表移动规律
第1篇覆岩与地表移动规律第1章覆岩与地表移动规律1.1 概述各种有用的矿物赋存在地下岩体中的一定位置，与周围的岩体相接触，并保持其应力平衡状态。
地下矿物开采后，采出空间周围的岩层失去支撑而向采空区内逐渐移动、弯曲和破坏。
这一过程随着开采工作面的不断推进，逐渐地从采场向外、向上（顶板）扩展，直至波及到地表，引起地表下沉，形成所谓的下沉盆地(Subsidence basin)。
采动覆岩与地表移动变形的过程是开采破坏了原岩应力状态形成新的平衡的必然过程。
开采引起矿层及围岩的移动和破坏在时间及空间上是一个复杂的运动破坏过程，其特点如下：（1）从采空区至地表，覆岩破坏范围逐渐扩大、破坏强度逐渐减弱，根据覆岩破坏特征一般将其划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，即所谓的“三带”如图1—1所示；图1—1 采动覆岩移动破坏三带分布图a－冒落带；b－裂隙带；c－弯曲下沉带（2）覆岩移动状态可划分为5个区，如图1－2所示。
其中：①垂直下移区。
该区域的岩层在重力作用下作垂直于矿层的运动。
②垂直上移区。
该区域的岩层在侧向及底板应力的作用下向上移动。
③垂直与水平移动区。
该区域的岩层在覆岩自重及水平应力的作用下，作向采空区中心方向的移动。
④底板下移区。
该区域的岩层在支撑压力的作用下，向底板卸压区移动。
⑤开采支撑压力区。
该区域的岩层要承受采空区上覆岩体重力的转移，形成开采支撑压力区，开采支撑压力区的应力值一般高达原岩应力的1.5～3.0倍。
第1章 覆岩与地表移动规律第 页2图1－2覆岩内部移动状态分布图1.2 覆岩移动破坏规律1.2.1 “三带”的形成矿层开采后，其覆岩要发生移动和破坏。
经长期的观测证实，覆岩移动和破坏具有明显的分带性，它的特征与地质、采矿等因素有关。
在采用走向长壁全部冒落法开采缓倾斜中厚矿层的条件下，只要采深达到一定深度（采深与采高之比H/m >40），覆岩的破坏和移动会出现三个代表性的部分，自下而上分别称为：冒落带(Caved zone)、裂隙带(Fractured zone)和弯曲下沉带(Continuous deformation zone)（见图1－1）。
急倾斜厚矿体露天转地下矿山开采方法的探讨
急倾斜厚矿体露天转地下矿山开采方法的探讨张延国;赵有国;王运永【摘要】某矿山为急倾斜厚矿体,以该矿露天转地下的设计实践为基础,探讨了无底柱分段崩落法和空场嗣后充填采矿法的适用条件.根据放矿理论,分析了无底柱分段崩落法上覆岩层“整体下移层”的特点,提出在满足干选废石回填后,以露天采坑作为露天转地下开采的废石排土场和干排尾矿库,将排土场干选后的废石回填至露天采坑形成初始覆盖层,妥善解决了掘进废石、选矿厂尾矿的堆弃难题.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P13-16)【关键词】露天转地下;放矿椭球体;无底柱分段崩落法;覆盖层【作者】张延国;赵有国;王运永【作者单位】中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院;中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院;五矿矿业控股有限公司【正文语种】中文目前国内由采矿活动所造成的土地破坏及环境污染非常严重，特别是尾矿库的环境污染及安全隐患更加突出。
据国家统计局统计资料：1990年我国由采矿活动破坏的土地面积为1.4万～2万km2，1990年以后每年以约200 km2的速度增加，2000年以后每年增加的速度扩大到340 km2。
这其中开采直接造成破坏的约占1/3，固体废弃物堆存造成的破坏约占2/3。
至2007年全国尾矿库12 718座，堆存总量80.46亿t，占地面积100万hm2，废石碴堆存总量约200亿t，占地面积约33.3万hm2。
由采矿活动造成的土地破坏及环境污染已经影响到国民经济的健康发展，成为需要迫切解决的重大问题。
为此，国家《十二五发展规划》对采矿业提出了“发展绿色矿业、加强共伴生矿产及尾矿综合利用、推进矿山地质环境恢复治理”的理念，新建或扩建尾矿库的审批愈加严格，征地愈加困难。
因此，矿山开采固体废弃物排弃成为了矿山建设的难题。
以河北省某大型露天转地下开采设计为例，探讨在设计过程中，以“绿色矿山”设计理念，利用干选后的废石回填露天采坑形成初始覆盖层，并以露天采坑作为露天转地下开采的排土场和干排尾矿库，妥善解决了掘进废石、选矿厂尾矿的堆弃难题，保证了无底柱分段崩落采矿法的顺利实施[1]。
岩土工程师专业辅导知识讲解：采空区地表移动规律及特征
-采空区地表移动规律及特征 1地表变形的特征： 地下矿层⼤⾯积采空后，上部岩层失去⽀撑，产⽣移动变形，原有平衡条件被破坏，随之产⽣弯曲，塌落，以致发展到使地表下沉变形。
地表变形开始成凹陷盆地，此盆地称为移动盆地。
如图20．4－1所⽰移动盆地外形。
移动盆地的⾯积⼀般⽐采空区⾯积⼤，其位置和外形与岩层的倾⾓⼤⼩有关；矿层倾⾓平缓时，盆地位于采空区的正上⽅，外形对称于采空区；矿层倾⾓较⼤时，盆地在沿矿层⾛向⽅向仍对称于采空区，⽽沿倾斜⽅向随着倾⾓的增⼤，盆地中⼼愈向倾斜的⽅向偏移。
采空区上⽅岩层变形的不断扩⼤⽽向上发展，并往往波及到地表，使地表产⽣移动变形。
地表变形⼀般具有下列特征。
（1）连续的地表变形：变形在空间和时间上是连续发⽣的，开始地表形成凹地，随着采空区不断扩⼤，凹地不断扩展⽽成凹陷盆地即移动盆地，连续的地表变形常形成较规则的移动盆地。
（2）不连续的地表变形：变形在空间和时间上都不连续，地表不出现较规则的盆地，⽽常出现塌陷坑，台阶以及不规则的⼤裂缝等。
当开采深度⼩⽽开采厚度较⼤，或有地质构造等影响，以及急倾斜矿层开采时，都会产⽣不连续的地表变形。
（3）不明显的地表变形：地表变形不明显，仅有少量地⾯下沉或⼩裂缝，对地表建筑物不产⽣明显影响。
【例题7】采空区地表变形的特征包括（）。
a、连续的地表变形； b、不连续的地表变形； c、明显的地表变形； d、不明显的地表变形； 答案：a、b、d 【例题8】采空区地表没有较规则的移动盆地，⽽常出现塌陷坑，台阶以及不规则的⼤裂缝等，这样的地表变形属于（）。
a、连续的地表变形； b、不连续的地表变形； c、明显的地表变形； d、不明显的地表变形； 答案：b 【例题9】⼀般情况下，移动盆地的⾯积⽐采空区⾯积（），其位置和外形与岩层的（）有关。
a、⼤，⾛向； b、⼩，倾向； c、⼤，倾⾓的⼤⼩； d、⼩，倾⾓的⼤⼩； 答案：c 【例题10】当矿层倾⾓平缓时，移动盆地位于采空区的（），外形（）。
地下金属矿山岩层移动角与移动范围的确定方法研究（论文）
中南大学硕士学位论文地下金属矿山岩层移动角与移动范围的确定方法研究姓名：袁义申请学位级别：硕士专业：采矿工程指导教师：赵国彦20080401中南大学硕士学位论文摘要摘要矿山开采必然引起地表下沉，研究岩层移动与沉陷问题成为一个重要课题。
我国一些地下金属矿山，由于开采设计中采用的移动角不甚合理，使得地表的建筑物和生产设施处于移动区内而产生变形破坏，不仅给矿山造成了经济损失，而且对矿山的安全生产构成巨大的威胁。
本文针对永平铜矿露天、地下联合开采现状，对采场覆岩特别是上覆岩层在开采过程中的应力变化和变形特性的研究，从流变学的角度总结出了岩层特别是地表的下沉随时间的变化规律。
通过分析了采场区域应力变化对覆岩特别是地表移动变形的影响。
岩层移动角主要受到上覆岩层岩性、开采深度、开采厚度、采矿方法等因素影响；总结岩层移动角的确定方法，对岩石流变性对移动角的影响进行分析。
初步弄清了采矿作业对地表岩层移动的主要影响因素和运动规律。
通过对岩层移动与岩石蠕变的相关性分析，得到岩石蠕变特性与损伤模型，对加载过程中蠕变损伤方程进行介绍和推导。
用流变力学原理推导地表移动下沉值与时间的函数关系式，通过对岩层移动角计算公式的修正，得到更为精确的移动角，有效地对开采地表变形进行预计。
使用岩移参数确定方法对永平铜矿３撑，硝、群勘探线剖面进行地表移动分析，结合地下开采初步设计，确定永平铜矿移动角，得到整个开采范围的地表移动带。
通过Ｓｕｒｐａｃ建立三维可视模型，将确定的移动带在三维的模型上能够显示出来。
关键词：移动角，移动范围，蠕变理论模型，损伤模型，三维可视模型ＡＢＳＴＲＡＣＴＭｉｎｅｒａｌｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｗｏｕｌｄｉｎｅｖｉｔａｂｌｙｌｅａｄｔｏｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ．Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａ．ＳｏｍｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｅｔａｌｍｉｎｅｓｗｈｉｃｈｗｏｒｋｉｎｇｗｉｔｈｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅｌｅａｄｔｏｔｈｅｄａｍａｇｅｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｆａｃｉｌｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａ．Ｉｔｂｒｉｎｇｓｈｕｇｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｅｓａｎｄｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｔｈｒｅａｔｔｏｔｈｅｍｉｎｅｓａｆｅｔｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｏｆ‘‘ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｄｕｅｔｏＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇｏｆＹｏｎｇｐｉｎｇＯｐｅｎ??ｐｉｔＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅ”．Ａｐｐｌｉｅｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｈｉｃｈｇｅｔｆｒｏｍｔｅｓｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａ．Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅｄｅｐｅｎｄｓｏｎｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｉｔｈｏｌｏｇｙ，ｍｉｎｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｍｉｎｉｎｇｈｅｉｇｈｔ，ｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ．ＴｈｅＰａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｃｏｎｆｉｒｍｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅ，ａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｒｅｅｐｔｏｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅ，ａｎｄｕｎｃｏｖｅｒｓｐｒｉｍａｒｉｌｙｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐａｌｒｅａｓｏｎｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｐａＲｅｍｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｃｋｓｈｉｆｔｉｎｇａｓｔｈｅｍｉｎｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｇｏｉｎｇｏｎｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆｔｈｅＹｏｎｇｐｉｎｇＯｐｅｎ—ｐｉｔＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅ．Ｉｔｏｂｔａｉｎｔｈｅｒｏｃｋｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｃｒｅ印ｄａｍａｇｅｍｏｄｅｌｄｅｐｅｎｄｏｎｒｅｌａｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｒｏｃｋｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｃｒｅｅｐ．Ｉｔｄｅｒｉｖｅｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｉｍｅａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｖａｌｕｅｓｂｙｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ．ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ．Ｗｅｃｏｕｌｄｇｅｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｖａｌｕｅｏｎａｍｅｎｄｉｎｇｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅ．Ｍｉｎｉｎｇｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｔｈｅ３，７，８ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｌｉｎｅｓｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅａｒｅａｄｕｅｔｏＹｏｎｇｐｉｎｇＯｐｅｎ—ｐｉｔＣｏｐｐｅｒＭｉｎｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏｃｋｍａｓｓｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ３ＤｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｉｔｈｔｈｅｓｏｆｔｏｆＳｕｒｐａｃａｎｄａｍｅｎｄｅｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａｓｈｏｗｅｄｉｎｔｈｅｍｏｄｅ】．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅ；ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａ；ｃｒｅｅｐｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ；Ｉｌ原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
露天转地下开采技术
技术市场一、露天转地下开采的特点露天转地下开采的矿山通常是矿体延伸较深、覆盖层不厚、多为中厚或厚大的急倾斜矿床，由于这类矿床初期采用露天开采，具有投产快、初期建设投资少、贫损指标优等优点，但当露天开采不断延伸后，这些矿山逐步由露天开采向地下开采过渡最终全面转向地下开采。
因此，要求露天转地下开采的矿山，在进行露天转地下开采的设计时，应统一全面规划，既要考虑地下巷道的利用，同时在向地下开采过渡时，地下开采也应尽可能利用露天开采的相关工程和设施等有利因素，使矿山产量和经济效益保持稳定。
露天转地下开采的矿山，整个矿山的开采期一般要经过露天开采期、露天与地下联合开采的过渡期和地下开采期三个阶段，在考虑露天转地下开采的开采工艺及工程布置时，必须研究与矿山矿床赋存条件及开采技术条件相适应的开采强度和生产能力，以求获得经济效益的最大化，使矿山的基建投资减少25%～50%，生产成本降低25%左右。
露天转地下开采有如下几个特点：1.过渡期长，补勘、规划和技术攻关须先行。
一般露天转地下开采的矿山的交替时间称为露天转地下开采的过渡期。
在过渡时期内，露天与地下开采是同时进行的。
因此，要做到地质勘探工作先行，总体规划工作先行，转地下开采技术难题先行。
2.地压复杂，专题研究须展开。
在露天转地下开采的条件下，形成了一个露天开采、境界矿柱和挂帮矿开采、主矿体地下开采的统一采空区，而且其形状十分复杂。
通过有限元的方法找出应力分布规律，位移容易发生的区段，采动对边坡稳定的影响等。
有条件还可以进行露天坑底回填岩石附加压载对边坡及坑底应力分布产生有利的影响，地下开采顺序优化等的计算研究工作。
3.露采工程与地采工程须有机地结合。
凡是露天转地下开采的矿山，在进行露采和地采设计时，应相互利用露天和地下开采各自的特点，使露采工程和地采工程有机地结合，相互利用。
主要工程有开拓工程、排水工程、工业场地和废石场。
4.涌水量大，防洪排水措施须周密。
露天转地下开采的上部为一残存的露天深凹盆地，汇水面积达数十万平方米，露天降雨径流直接影响地下排水，给地下生产造成危害。
露天转地下开采覆盖层安全结构和边坡变形动力冲击与控制研究
一、前 言
含有大量矿石的境外卦帮矿和零散矿体由于没有完善的 回收技术而被损失掉，或者回收率太低，损失贫化大， 造成资源严重浪费。
粗细比 6:4
6.5:3.5 7:3 8:2
渗透系数K（cm/s） 1.0792×10-4 2.2795×10-4 1.0778×10-3 1.0647×10-2
不同孔隙比下粗粒土的渗透系数实验结果
土样编号
干密度 g/cm3 孔隙比
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
2 1.97 1.94 1.91 1.88 1.85 1.82 1.79 1.76 1.73 0.35 0.371 0.392 0.414 0.436 0.459 0.484 0.508 0.534 0.561
2
)]
H S 2.5h f
HT (Hs Hd ) k
Hs 松动体高度； HT 松动体影响的覆盖层高度； Hd 崩落分段高度； k 安全系数，取1.2；
Q 放出体体积； h 放出体高度；
f
B 回采巷道宽度； h
放出椭球体偏心率；
结论3：流动层的结构
流动层岩石块度最好接近地下采场矿石块度。块度过大， 容易出现悬拱现象；块度过细，岩石容易侵入到放出椭球体中， 过早侵蚀出现贫化。
模型3：覆盖层厚60m，两分段放矿
覆盖层力学行为和移动特性研究
实验研究结论
结论1：露天转地下覆盖层随地下开采而沉降下移，宏观结 构可分为两部分: 流动层和整体下移层。
露天转地下矿山覆盖层合理厚度及安全结构的研究
有 色 矿 冶 犖犗犖－犉犈犚犚犗犝犛 犕犐犖犐犖犌犃犖犇 犕犈犜犃犔犔犝犚犌犢
Ｖｏｌ．３４．№１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１８
文 章 编 号 ：１００７－９６７Ｘ（２０１８）０１－１２－０４
露天转地下矿山覆盖层合理厚度及安全结构的研究
孟 繁 华 ，赵 刚
（中国有色集团 抚顺红透山矿业有限公司，辽宁 抚顺 １１３３２１）
Байду номын сангаас
摘 要：露天转地下覆盖层作为地下开采的保护设施，具有防止冲击地 压、形 成 挤 压 爆 破 和 端 部 放
矿条件、阻滞水、减少漏风、防寒保暖、预防泥石流等作用。本 文 就 露 天 转 地 下 覆 盖 层 移 动 规律、安全作用特性、覆盖层形成 技 术 等 作 深 入 研 究，并 结 合 某 铁 矿 实 际 应 用 确 定 露 天 转 地下矿山覆盖层安全结构和合理厚度。
覆 盖 层 的 渗 透 系 数 与 其 孔 隙 比 、不 均 匀 系 数 、曲 率 系
数 都 存 在 较 强 的 相 关 性 ，根 据 实 验 结 果 和 量 纲 分 析 ，
覆盖层渗透特性与 其 粒 度 成 分 的 不 均 匀 系 数、级 配
全。
不同。在无贫化方 式 下 放 矿，覆 盖 层 递 补 放 出 椭 球 体 原 来 所 占 的 空 间 而 产 生 沉 降 凹 陷 ，放 出 量 越 大 ，松 动体发育的范围越 大，覆 盖 层 产 生 的 沉 降 凹 陷 量 越 大，覆盖层 的 沉 降 量 接 近 放 出 量；在 截 止 品 位 下 放 矿 ，没 有 放 出 废 石 之 前 ，覆 盖 层 的 变 化 情 况 和 无 贫 化
露天转地下开采势必造成高陡露天坡的局部失 稳 ，极 易 形 成 高 强 度 的 冲 击 地 压 ，合 理 厚 度 的 覆 盖 可 以减轻和消除冲击地压对采场巷道稳定性的破坏， 以保证井下人员和设备的安全。
L 工作面露天转地下开采边坡及围岩的移动变形机理分析
L 工作面露天转地下开采边坡及围岩的移动变形机理分析柴佳美;孙家恺【摘要】Taking a L working face of open-pit to underground mining in a coal mine as an exam-ple,based on the numerical simulation software FLAC3D ,combining with the geological conditions of mining area and numerical simulation results,the stress field and displacement field of the open-pit slope and the rock overlying of the under ground mining are analyzed.The characteristics of the mechanical en-vironmental changesand the movement deformation law are summarized.During the underground mining process from the inside out,the surrounding rock stress concentration phenomenons are more likely hap-pening at the coal walls in front and after of the L working face.The slope and overlying rockof goaf mo-tion vector point at the goaf,so that,the slope angle of the slope is decreased,the slope eight is re-duced,so,it is benefit to slope stability.%以某煤矿 L 工作面露天转地下开采为例，应用 FLAC3D软件进行数值模拟，结合矿区地质条件和数值模拟结果，对露天边坡和地下开采上覆岩体的应力场及位移场进行了详细分析，归纳出了 L 工作面煤矿在露天转入地下开采时围岩的力学环境变化特点和移动变形规律。
露天转地下覆盖层研究进展
露天转地下覆盖层研究进展禹朝群;甘德清;顾乃满【摘要】首先对露天转地下覆盖层的散体特性进行了分析,并从力学方面研究了覆盖层的运动情况,着重从块度和湿度方面分析了覆盖层对放矿的影响,最后从安全角度对覆盖层的合理高度及在预防泥石流方面进行了研究,并对覆盖层未来研究进行了展望.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】4页(P29-31,118)【关键词】覆盖层;颗粒;安全结构【作者】禹朝群;甘德清;顾乃满【作者单位】河北理工大学交通与测绘学院;河北理工大学交通与测绘学院;唐山益安矿用设备检验检测有限公司【正文语种】中文【中图分类】TD856.1我国冶金矿山80%以上的矿石量来自于露天开采,经过几十年的开采,目前我国大多数大中型露天矿山已经进入了中后期开采,即将或者已经面临着转入地下开采的过渡阶段。
我国年生产能力在300万t以上的冶金露天矿山有16座,其中有10座设计凹陷开采,深度达到200m以上,最大深度达400～500m。
由于我国多数大型铁矿床为倾斜和急倾斜矿体,埋藏延深一般较大。
当凹陷开采深度超过400m以后,继续进行露天扩帮开采,经济上不合理,同时造成土地的大量占用,剥离的大量废石进一步恶化矿山及周边的生态环境和地质环境,资源却得不到有效利用。
采用露天转地下技术可以使矿山基建投资减少25%～50%,生产成本下降25%左右。
因此,露天转地下开采是深凹露天矿山的必然选择[1]。
在露天转地下开采时,由于露天境界凹陷深度达数百米,边坡稳定条件极差,易出现露天边坡滑塌,给企业生产和财产安全带来极大危害。
如果地下巷道直接和上部露天坑底相通,很难使井下生产形成良好的通风系统,也不利于井下人员和设备的保暖,在雨季甚至可能造成淹井事故,给井下人员和设备造成灾难,所以在露天转地下开采的过程中,采用无底柱崩落法的矿山必须构建覆盖层,以满足露天转地下开采的需要。
覆盖层一般由崩落或塌落的岩石、粘土、表土层或者有人工添加的尾矿砂等物质组成,颗粒大小不一,中间含有一定的空气和水分,又有一定的刚度和强度,是固液气三态物质的特殊组合体。
露天转地下开采覆盖层安全结构和边坡变形动力冲击与控制研究
露天转地下开采覆盖层安全结构和边坡变形动力冲击与控制研究背景介绍露天开采是常见的采矿方式之一，但是开采过程中会对周边环境造成一定的影响，包括土石方变形、地表塌陷等。
同时，随着地下矿产资源的逐渐枯竭，转向地下开采已经成为了一种必然趋势。
地下开采相对于露天开采更加复杂，一旦安全问题发生将会造成更大的影响。
因此，研究地下开采的覆盖层安全结构和边坡变形动力冲击与控制十分必要。
覆盖层安全结构什么是覆盖层覆盖层是指在地下开采时，地下与地表之间的一层保护层，是保证开采过程中地表、建筑物等不受到矿床开采影响的保障。
覆盖层的安全结构设计原则覆盖层的安全结构设计应该考虑以下原则：1.合理的厚度。
覆盖层的厚度应该根据地下矿床类型、地质条件、地表使用情况等因素进行科学计算确定。
2.覆盖层应具备较高的抗压性能。
地下开采时矿体侵蚀作用会导致地表沉降，覆盖层需要能够承受这种沉降带来的负面影响。
3.具备一定的韧性。
当地下开采时出现一些意外情况时，覆盖层需要具备一定的韧性和延展性，避免出现灾难性的后果。
覆盖层安全结构的完善为了保证覆盖层的安全可靠，需要进行完善的结构设计。
目前，常见的覆盖层结构设计有：钢扁拱管、岩石弯曲杆、高压喷浆锚杆等。
这些技术手段经过不断改进和完善，可以更有效地保证覆盖层的安全。
边坡变形动力冲击与控制什么是边坡变形边坡变形是指地下开采过程中，煤矿边坡因地表沉降、煤体移动和掏空等影响而发生形态和物理上的变化。
这种变形的出现会对地面和建筑物等环境造成严重的威胁。
动力冲击产生的原因动力冲击是指在地下开采过程中，矿山顶板被挤压后引起的激烈震动，并且会对地表产生明显的动态作用。
它通常是由以下主要因素共同作用产生的：1.地震。
地震是边坡动力冲击的一种非常普遍的产生因素，特别是在震源较近的情况下。
2.走向割断面。
走向割断面位置的不同，对边坡变形的影响也会不同。
当煤层顶板在跨越走向割断面时，会产生强烈的动力冲击。
3.采动工作面。
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的现实意义 。
２ 在高饱和度下基质吸力随含水量 变化的变化 幅度很小 ， ） 在
迅速。 参考文献 ：
符， 参数 ｂ 反映曲线变化的陡缓 ， 参数 Ｃ 及后续高次项 系数反 映曲 低饱 和度下基 质吸力 随饱 和度 的增大而缓慢 减小 ， 中间段变化 在
４ 结 语
１ Ｈ拉哈 尔佐． 非饱 和 土土力 学 ［ ． Ｍ］ 陈仲 通过对非饱 和土开展 三轴试验 ， 并据此对 土水特性 及试样 重 ［ ］ Ｄ Ｇ弗雷德 隆德 ， 颐， 北京 ： 译． 中国建筑工业 出版社 ，９７ １９ ． 塑对基质 吸力 的影 响进行 分析研究 ， 得到 以下结论 ：
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ａ ｅ ｎ ｅ ａ ｅ ｈ ｒ ｘ ａ ｅ ｔ ｎ ｔ ｅｕ ｓ ｔｒ ｔｄ ｓ ｉ ｉ ｕ ｙ ｎ ｒａ ｗ ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ａｕ ａ ｅ ｏｌｔ ａ ｉ ｐ ａ ａ ｕ ，ａ ｄ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｕ ｄ ￣ ｋ ｓ ｔ ｅ ｔ ａ ｉｌｔｓ ｈ ｎ ａｕ ａｅ ｏｌ ｎ Ｌ ｏ ａ ｇ ａｅ ｉ ｉ ｒ ｖ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒｔ ｄ ｓ ｉ ｆ ｘａ ａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｎ ｉ ｏ ｈ ｉ ｌ ｕ ｄ ｒ ｋ ｓ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｒ ｓ ａｃ ｎ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｅ ｓ ｉ ａ ｄ ｗａｅ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｎ ｐ ｃｍｅ ｅ ｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｏ ｔ ｃ ｓ ｃｉｎ ｎ ｅ ｔ ｅ ｈ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎ ｌ ｎ ｅ ｏ ｔ ｏｌ ｎ ｔ ｒｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ａ ｄ ｓ ｅ ｉ ｎ ｒ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｍａｒ ｕ ｔｏ ａ ｈ ｕ ｆ ｈ ｉ ｃ ｏ ｉ
摘
要： 针对露天矿 山转为地下开采亟待解决 的覆盖层 问题 ， 通过 实验模型 ， 进行相似材 料的模拟 ， 求得 覆盖层界 面移动 曲线 ， 从
而寻求 了矿 山覆盖层界面 曲线的一般求法 ， 为边帮爆破形成覆盖层提供指导性的建议。 关键词 ： 覆盖 层 ， 实验模型 ， 界面移动
中 图分 类 号 ：Ｕ ３ Ｔ ４１
ｔ Ｃ ｓ Ａ ｒｔｎｉ ｔ ｆｎ ｔ ｏ ｓ ｎ ｓｉ ｏ ｖｙ ｏ ｔｒ ２ Ｈｕｓ ｎＪＬ， ａｓＡ． ｅｅ ｔ ｉ ｕ ｃｉｎ ｆｒｕ ｅｉ ｏｌｗａｅ １ 饱和度 与基质吸力 的关系是连续 的 ； ） 同一 围压下基 质吸力 ［ ］ ｓ ｕａ ｏ ｄｌ［ ］ Ｊｕｎ ｆＳｉ ｃｅｃ ， ９７，８（ ） ｉ ｌｔ ｎｍｏｅ Ｊ ．ｏ ｒａ ｏ ｏ ｉｎｅ １８ ３ ５ ： ｍ ｉ ｓ ｌ ｌ 随饱 和度的变化 成 反 向变化 ， 且变 化 幅度 随饱 和度 的升 高而 减
放 矿过 程中 ， 随着覆 盖层整 体 的不断 向下移动 ， 盖层 表层 界面 覆 实现露天开采方式 向地下开采方式 的转变 ， 有许多 问题需要 将 不断的发生变 化 ， 将逐渐出 现“ 形 塌陷 凹坑 。覆盖层 表层 界 Ｖ” 解 决。其中覆盖层 的 问题 是其 中之一 。随着覆 盖层下 面矿 石 的 面 的 “ ” 塌 陷 ， 但 造 成 矿 石 的 损失 贫化 ， 且 会 影 响 到覆 盖层 Ｖ形 不 而
ｔｎ ｕｓ ｉ ｕｏ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ａｕ ａｅ ｏｌ ｒ ｘａ ｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｕ ｓ ｔ ｒｔ ｄ ｓ ｉ，ｔ ａ ｉ ｔｓ ，ｍａｒ ｕ ｔ ｎ。ｓ ｔ ｒｔ ｎ，ｃ ｒ ｅ ｏ ｏｌａ ｄ ｗ ｔｒｃ ａａ ｔｒｓｉ ｉ ｌ ｔｉ ｓ ｃｉ ｃ ｏ ａｕ ａｉ ｏ ｕ ｖ ｆｓ ｉ ｎ ａ ｅ ｈ ｃ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ
．
８ ． ２
第３ ８卷 第 ２ ４期 ２０ １２ 年 ８ 月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲ ＣＨＩ ４ １３ ｏ ２ Ａｕｇ ２ ２ ． ０１
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ２ ・０ ２ ０ １０ — ８ ５ ２ １ ） ４ ０ ８ — ２
地下开采势在必 行 。对 于采用 崩落采 矿法进 行转 地下 开采 的矿
矿石崩落后 ， 成覆 盖层一矿石 层 双层结 构 ， 形 随着 放矿 过程
山， 要求在地下开 采 区域 的上 部 留有安 全缓 冲垫 层——覆 盖层 ， 中矿石不断被放 出 ， 石层 和覆盖层 不断 相互侵 蚀 ， 矿 结果 导致 矿 其 对露 天转地下开采 的矿 山生产 安全及 技术 经济指标 具有 重要 石层 的贫化 和覆 盖层 散体材 料下 移流动过 程 中不断损 失 。再 次
缓 ； 同围压下 的 Ｓ Ｃ具 有相 似 的形 状和 走势 ， 不 ＷＣ 更低 围压下 的
１ ． ６６． ５７ １
３ 黄润秋． 土水特征 曲线的通 用数 学模 型研 究 ［ ］ 工 Ｊ． Ｓ Ｃ具有更大 的变化范 围、 ＷＣ 更平缓 的变化 趋势及 在 同饱 和度下 ［ ］ 戚 国庆 ， 程 地 质 学报 ，０４，２ ２ ：８ —８ ． ２ ０ １ （ ） １２１６ 更 大的基质吸力取值 ；
收 稿 日期 ：０ ２０ －０ ２ １ －６２ 作 者 简 介 ： 海 民 （９ ３ ， ， 程 师 温 １７ ．） 男 工
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｓ ｉ ａ ｄ ｗａ ｅ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｎ ａ ｕ ａ ｅ ｏ ｌ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｌ ｎ ｔ ｒ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｆｕ ｓ ｔ ｒ ｔｄ ｓ ｉ
ＣＨＥＮ ａ － ｎ ’ Ｘｉ ｎ ｒ ｇ ｉ ＹＡＮ ｎ － Ｇａ ｇ ｌ ｉ
露 天 转 地 下 开 采 覆 盖 层 界 面 移 动 规 律 初 步 分 析
温 海 民 陈
（． １ 河北钢铁集团矿 业有 限公 司黑 山铁矿 ， 河北 承德
超 刘艳 东
０７０ ６ ４０； ２ 河北联合大学 ， ． 河北 唐山 ０ ７０ ６ ６０） ０ ３０ ６０ ９；
３ 宽城满族 自治县冶金建材工业公司 ， ． 河北 宽城
（ ． ｒ ｐｃＤ ｐ ｒ ｅｔ Ｇ ａｇ ｉ ｏ ｅ Ｉｄｓ ｙＩｖｓｇ ｔ ｎＤ ｓ ｎａ ｄＲ ｓ ｒ ｓｔｔ， ａ ｎｎ ３０ ３ ｈｎ ； １Ｐ ｏ ｅｔ ｅａｔ ｎ， ｕ ｎｘ ｗ ｒ ｎ ｕｔ ｅｔ ａｉ ｅｇ ｎ ｅ ａｃ Ｉ ｔｕｅ Ｎ ｎ ｉ ５ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｓ ｍ Ｐ ｒ ｎ ｉ ｏ ｉ ｅ ｈｎｉ ｇ ２ Ｃｖ ｎ ｉ ｅ ｎ ｅａ ｍ ｎ， ｅｏ ｉ ｒ ａ ｒ ｏ ｅ ａｃ ｏａｉｎｌ ｎ ｅ ｎ ａ Ｉｓｔｔ， ａ ｎ ７ ０４， ｈｎ ） ． ｉ ｌ ｇｎ ｒ ｇＤ ｐ ｒ ｔ Ｙｌｗ Ｒｖ ｔ ｎ ｒ ｎｙＶｃｔ ａ ａ Ｔｃ ｉ ｌｎｔｕｅ Ｋ ｇ４ ５０ Ｃ ｉ ｉＥ ｅｉ ｔ ｅ ｌ ｅｗ ｅ Ｃｓ ｖ ｏ ｄ ｈ ｃ ｉ ａ
文献标识码 ： Ａ
０ 引言
６ ０年代 ， 经过几十年ｌ 开采 ， 的 已有 ８ ％ 的铁矿 山进入 了中晚期开 ０
１ 露 天转 地下 覆盖层 移动 规律 实验研 究
我国的大中型露天金属矿 山大多都始建于 ２ 纪 ５ ０世 ０年代 一 １ １ 覆 盖层 界 面移动 物理模 拟试验 目的 ．
．
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ｐｏ ｅ ｒｖ ｓ
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放 出， 散体 不断的下移补充 ， 覆盖层界 面将不断 的发生变化 ， 很可 的安全功能 ， 至导致覆盖层安全 机能的失效 。故 在覆 盖层形 成 甚 能 出现 凹坑 ， 造成“ ” 凹坑 ， Ｖ形 可能使雨 水汇 聚， 造成雨 水下渗 速 和维护过程 中， 必须 考虑后 期覆 盖层 的损失 ， 持覆盖 层 的结 构 保 度太快 ， 从而对矿 山的开采造成危害 。为此研 究覆 盖层界面 移动 和厚度大体维持稳定和平衡 ， 保证 其安全机 能充分 发挥 。揭示 放 规律迫在 眉睫。 矿 扰动下覆盖层表层界面 的变化规律 ， 是完善露天转地 下矿 山覆 项 系数的表达式及可 增加 多项式 的项 数来更 准确 的拟合 曲线相 线变化段 的曲率 （ 即可使拟合 曲线更贴近实 际） 。
构建 物理 实验模 型 ， 模拟采用无底柱崩 落法 的露 天转地下 矿 采阶段 ， 大部分 矿山已在 高陡边坡下进行深 凹露天 开采 。随着开 山首采中段放矿过程 中 ， 盖层 移动变 化 的规 律 ， 覆 以及覆 盖层 表 采深度 的增加 ， 技术难度加大 ， 而且 经济 上不再 可行 ， 因此露 天转 层界面变化 ， 确定其变化规律 。