铁矿采空区影响范围分析

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矿 山采矿 分 为露 天 开 采 和井 下 开 采 ， 井下 开 采 形 成 的采空 区会 在地表 造成 地面沉 降 、 塌陷、 裂缝 等
一 ？ ｍ ． 三 ｅ 一ｍ 舱 程 度有 多大 ， 这是 一 个 非 常 复杂 的 问题 。为 了 简化
角 。
第 ８期
ｔ ａ ｎ ０一 Ｄ ＋ ０ ． ０ ０３ ２Ｈ
段 伟 强 ：铁 矿 采 空 区影 响范 围分 析
（ ２ ）
层碎 石 土厚 约 ２ ｍ。矿 区 内构 造不 发育 ， 深部 矿体 开 采 过程 中未见 地 下水 。 由于安丰 铁矿 距 离 白鹿 寺村 较 近 ， 采 用 深 部井 巷开 采形 成 的采空 区是 否影 响村庄 的安 全成 为 当地 政府 和村 民关 心 的 问题 。因 此 ， 武 安市 国土 局 委 托
式中： Ｒ 为影 响半径 （ ｍ） ； Ｈ 为 上覆 岩 层 厚度 （ ｍ） ；
为 岩层破 裂角 ｏ ） 。 采 空区影 响范 围计算 示意 图如 图 １ 所示。
１ ． ２ 参 数确 定方法
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ １ — ２ ６
１ ）根 据岩性 确 定 。岩 层 破 裂 角 与 岩 层 的岩 性
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摘 要 ：铁 矿 井 巷 开 采 形 成 的采 空 区在 地 表 易 形 成 地 面 沉 降 、 塌陷等灾 害 ， 如 何 准 确 的 确 定 采 空 区 影
响 范 围 成 为 一个 重要 的课 题 。本 文 介 绍 了解 析 法 的 假 设 条 件 、 计算公 式、 参 数优化选 取 ， 将 该 方 法 实 际 应
中图 分 类 号 ：Ｘ ８ ３ ；ＴＤ ８ ５ ３ ． ３ ９ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ０ ０ ４ — ４ ０ ５ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ０ ９ ４ — ０ ４
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Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｇ ｏ ｂ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｐｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｎ ｅ
用 于 某 铁 矿 采 空 区 影 响 范 围评 价 ， 同 时 利 用 数 值 计 算 法 验 证 了 解 析 法计 算 结 果 的正 确 性 ， 指 出 了 解 析 法 的
不足 ， 为 采 空 区影 响范 围评 价 提 供 了一 种 简 易 方 法 。
关 键 词 ：采 空 区 ；破 裂 角 ；矿 体 埋 深 ；影 响 范 围
地 质 灾害 ， 严 重影 响 采 空 区上 部 及邻 近 区域 地 表 房
屋、 人 员 的安 全 。对 于矿 山开采方 来说 ， 采 空区影 响 范 围不 能 随意 的扩大 ， 这 样 会 使 得开 采 方 开 采 的矿 石 量减 少 ， 赔 偿保 护费 用增加 ； 对 于矿 山区域 内的村 庄来说 ， 采 空 区影 响范 围不 能太 小 ， 这样 容 易造成 财 产损 失 ， 威 胁村 民的人 身 安 全 。如 何 合 理有 效 确 定
第 ２ ２卷 第 ８期
２ ０ １ ３年 ８月
中 国 矿 业
ＣＨＩ ＮＡ ＭＩ ＮＩ来自百度文库ＮＧ Ｍ ＡＧＡＺＩ ＮＥ
Ｖｏ ｌ ｜ ２ ２ ，Ｎｏ ． ８
Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
铁 矿 采 空 区影 响 范 围分 析
段伟强
（ 华北 有 色工程勘 察 院有 限公 司，河北 石 家庄 ０ ５ ０ ０ ２ １ ）
作 者简 介 ：段 伟 强 （ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 汉族 ， 陕西宝鸡人 ， 从 事地质灾 害、
岩 土工 程 的施 工 和研 究 工 作 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｄ ｗ ｑ ｃ ｌ ｌ ９ ８ ２ ４ ７ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ。
有关， 采 空 区 上 覆 岩 层 的 厚 度 也 影 响 岩 层 的 破 裂
采空 区 的影 响 范 围 ， 保 证 开采 区域人 民安全 、 财产 不 受损 失 ， 减 少开 采方 的成本 已经 越来越 受 到重视 。
直接 在矿体 一翼 。
满足上 述 三个假 设 条 件 之后 ， 地 表移 动 和 变 形
主要 集 中在 开采 边 界 上 方 宽 度 为 ２ Ｒ 的范围内， 主
要 影响范 围边 界与开 采边 界 的直线 与水平 所成 的夹 角 有关 。
Ｒ — Ｈ ×ｔ ａ ｎ ０ （ １ ）
１ 解 析 法计算 采 空区影 响范 围 １ ． １ 解析 法假 定条件 及计 算公 式 采空 区将 在地 表 形成 一 定 的 变形 和破 坏 ， 但 变 形 的大小 和发 展延 伸 会 如何 发 生 移 动 和变 形 范 围／
ＤＵ Ａ Ｎ Ｗ ｅ ｉ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ０ ５ ０ ０ ２ １，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
华北有 色 工程勘 察 院有 限公 司进行 采空 区影 响范 围
式中： Ｄ 为岩 性 影 响 系 数 ； 岩性坚硬 ０ ． ７ ～１ ． ２ ５ ； 中 硬１ ． ２ ～２ ． ０ ； 软弱 ： ２ ． Ｏ ～２ ． ８ 。
计算 ， 一般 做如下 的假设 ： ① 上覆 岩 层 、 矿 体 和 基 岩 为均 质 、 各 向不 同性 ， 不 考 虑 岩 层 和 矿 体 中 的结 构 面， 裂 隙和 软弱 夹层 的影 响 。② 不 考 虑矿 体 底 板 基
岩受力 和变 形对 开采 范 围的影 响 。③ 考虑各 采空 区