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《岩土力学》2017,(8):2322-2334
根据程湖东区塌陷历史与现状,借助三维激光扫描技术重建了地面塌陷三维地表模型,结合surfer绘制出了地面累计沉降等值线图和累计沉降值盆地;最初塌陷点大多分布在大理岩及围岩蚀变带中;塌陷区自东向西呈条带状分布,北部塌陷要比南部严重;塌陷区内呈现类似"角峰"、"刃脊"等冰川地貌的特点。根据地质条件、采矿情况以及监测资料分析,认为地下采矿是诱因,地质条件是内因,二者共同作用导致了塌坑大多首先在大理岩及围岩蚀变带区域中出现。在塌坑出现后,较高的水平构造应力得到释放,使得由NE向节理切割成悬臂梁板的岩体被折断。通过建立的力学模型分析得到岩体折断的范围达到了172 m宽。折断的岩体沿着折断面发生倾倒滑移破坏。这种力学扩展机制使得塌坑范围不断扩大,最终形成一个大的塌陷盆地。 相似文献
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双峰县杏子铺镇虎塘村突发特大型矿山采空区地面塌陷，受灾人口达250余户700余人，造成经济损失约4000万元。本文分析认为，条形保安矿柱尺寸严重偏小、矿房跨度过大、上下采场矿柱重叠率低是引发大面积采空区地面塌陷的根本原因。 相似文献
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煤矿采场覆岩破坏的微地震监测预报研究 总被引：2，自引：0，他引：2
微地震现象是岩体破坏失稳发生前给出的重要信息,研究岩体变形破坏过程的微地震特征对于预报岩体破坏、保证矿山安全生产具有重要意义。采用山东科技大学自主研制的煤矿井下微震监测系统对华丰煤矿采场覆岩破坏过程进行了监测。通过对监测到的微地震事件定位计算,证实微地震发展演化与采场覆岩破坏密切相关。根据未失稳岩体微震事件频数、能量、距离的差分变化规律,能够较准确地提前预报岩体破坏,对于采用微地震监测技术解决煤矿井下岩体破坏预报具有重要指导意义。 相似文献
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针对连云港市锦屏山磷矿采空区引起的将军崖岩画区岩体开裂问题,通过现场调查,采用理论分析和数值模拟方法,分析了采空区周边岩体倾倒变形的发展历史及成因;利用UDEC软件模拟了采矿开挖过程对周边围岩变形的影响,结果表明:倾倒变形体的破坏模式为弯曲-倾倒-拉裂变形破坏,产生裂缝的上盘边界角为55°,岩画区总体水平位移0.3~0.4 m,竖向位移0.5~1.0 m,最大开裂宽度约5 cm,深度约10 m,模拟得到的结果与实际调查的结果基本一致。此外,采用数值模拟的手段预测采空塌陷区在地震等外力作用下将产生进一步沉降,可能引发岩画继续开裂。为控制岩画区的开裂,采用预应力锚索和灌浆的方法对岩画区变形岩体进行加固设计,并取得了良好效果。 相似文献
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《岩土力学》2018,(Z2)
为研究岩体工程中矿柱型岩爆的能量释放和碎块抛射速度,制成3种岩石材料的矿柱试验模型,对其进行单轴压缩试验并用高速摄像机拍摄碎块的抛射过程,实测了碎块的抛射速度。根据Griffith能量释放理论,运用有限元软件在平面应力和平面应变条件下计算试验模型破坏前后瞬时应变能的改变量(释放量),考虑部分能量耗散后运用能量守恒原理计算碎块的理论抛射速度。研究结果表明,在单轴压缩试验中红砂岩、石岛红花岗岩和白麻花岗岩的抗压强度、弹性模量依次增大,岩爆倾向性增强,其在矿柱模型破坏中3种材料的能量释放量和碎块抛射速度也依次增大;宽柱模型破坏程度比窄柱模型剧烈;平面应变模型(现场)比平面应力模型(试验)破坏时释放更多能量,即岩石的强度、弹性模量和尺寸型式决定岩爆破坏剧烈程度;矿柱岩爆模型试验中碎块的理论抛射速度与实测速度值基本接近。在不考虑尺寸效应的情况下证明了在相同应力下具有比例尺寸关系的工程体与模型发生破坏时的抛射速度基本相同。 相似文献
6.
以程潮铁矿西区为例,结合矿区的地层岩性和地下采矿情况,系统分析了金属矿山地下开采引起的地下水位变化及地表突发性塌陷的原因。研究表明：地表塌陷主要受地下采矿的影响;在一定的地质水文条件下,地表塌陷时采空区高度与采矿深度呈线型关系;地表变形大小和扩展范围与地层岩性息息相关;连续降雨能诱发地表塌陷。地表塌陷可被分为4个阶段：间歇性向上崩落阶段、裂缝连通及扩展阶段、疏干塌陷阶段及地表塌坑群形成阶段。采空区上部岩体垮落是非充分的,岩体空隙随时间的积累和岩体崩落动态变化,崩落呈间歇性、跳跃性地向上发展。岩体崩落的高度与地层岩性有关,岩体强度越小,完整性越差,每次崩落高度越小,总崩落高度越大。随着矿体的开采,漏斗状水位降形成。地下水位降低不仅与采空区的相对位置有关,还受岩性构造所控制。岩体裂隙的产生及发展贯通为地下水向下流动提供了有利通道,可溶岩不断被侵蚀,黏土及岩屑被地下水容冲刷带走易在地下形成隐伏空区。硬石膏整体变形破坏会造成地下水的突涌,在地下隐伏空区内产生瞬时高负压,诱发地表塌陷。 相似文献
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《岩土力学》2020,(2)
本文以程潮铁矿西区为例,结合矿区的地层岩性和地下采矿情况,系统分析了金属矿山地下开采引起的地下水位变化及地表突发性塌陷的原因。研究表明,地表塌陷主要受地下采矿的影响,在一定的地质水文条件下,地表塌陷时采空区高度与采矿深度呈线型关系;地表变形大小和扩展范围与地层岩性息息相关;连续降雨能诱发地表塌陷。地表塌陷可被分为4个阶段:间歇性向上崩落阶段、裂缝连通及扩展阶段、疏干塌陷阶段、地表塌坑群形成阶段。采空区上部岩体垮落是非充分的,岩体空隙随时间的积累和岩体崩落动态变化,崩落呈间歇性、跳跃性地向上发展。岩体崩落的高度与地层岩性有关,岩体强度越小,完整性越差,每次崩落高度越小,总崩落高度越大。随着矿体的开采,漏斗状水位降形成,地下水位降低不仅与采空区的相对位置有关,还受岩性构造所控制。岩体裂隙的产生及发展贯通为地下水向下流动提供了有利通道,可溶岩不断被侵蚀,粘土及岩屑被地下水容冲刷带走易在地下形成隐伏空区。硬石膏整体变形破坏会造成地下水的突涌,在地下隐伏空区内产生瞬时高负压,诱发地表塌陷。 相似文献
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《岩土力学》2021,(2)
本文以程潮铁矿西区为例,结合矿区的地层岩性和地下采矿情况,系统分析了金属矿山地下开采引起的地下水位变化及地表突发性塌陷的原因。研究表明,地表塌陷主要受地下采矿的影响,在一定的地质水文条件下,地表塌陷时采空区高度与采矿深度呈线型关系;地表变形大小和扩展范围与地层岩性息息相关;连续降雨能诱发地表塌陷。地表塌陷可被分为4个阶段:间歇性向上崩落阶段、裂缝连通及扩展阶段、疏干塌陷阶段、地表塌坑群形成阶段。采空区上部岩体垮落是非充分的,岩体空隙随时间的积累和岩体崩落动态变化,崩落呈间歇性、跳跃性地向上发展。岩体崩落的高度与地层岩性有关,岩体强度越小,完整性越差,每次崩落高度越小,总崩落高度越大。随着矿体的开采,漏斗状水位降形成,地下水位降低不仅与采空区的相对位置有关,还受岩性构造所控制。岩体裂隙的产生及发展贯通为地下水向下流动提供了有利通道,可溶岩不断被侵蚀,粘土及岩屑被地下水容冲刷带走易在地下形成隐伏空区。硬石膏整体变形破坏会造成地下水的突涌,在地下隐伏空区内产生瞬时高负压,诱发地表塌陷。 相似文献
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武隆县羊角场镇厚层灰岩山体大型危岩体破坏模式及成因机制研究 总被引：1，自引：0，他引：1
厚层灰岩山体在我国滇黔渝鄂湘等西南山区分布广泛,研究这类山体的破坏模式和成因机理,是对这类危岩体灾害进行风险评估和工程治理的依据,具有重要的意义。本文以重庆武隆羊角场镇区域内大型危岩体为研究对象,通过现场调查,对危岩体的发育分布特征、破坏类型和形成机制进行分析。结果表明:羊角场镇后山陡崖带上分布有大型危岩体11个,总体积约1280×104 m3;根据危岩体形态、结构面特征、变形迹象,危岩体的破坏模式可划分为视向滑动式、滑塌式、倾倒式和落石破坏式4种类型;控制研究区大型危岩体形成的主要因素有斜坡结构类型、岩性组合、岩体结构、岩溶作用和采矿活动等。 相似文献
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在地下金属矿山开采中会造成采空区围岩变形破坏,影响地下采矿安全。采用现场调查、位移监测、微震监测,并结合理论分析等方法对金山店东区地下采空区的围岩破坏机制进行研究。考虑水平构造应力和崩落岩体的影响,基于极限平衡理论和能量法分别得到上下盘采空区围岩破坏机制,即倾倒滑移破坏和溃曲滑移破坏。上盘和下盘围岩在陡倾结构面的切割作用下,分别形成反倾结构和顺倾结构。在水平构造应力作用下,上盘陡倾结构岩体向采空区侧发生倾倒破坏,岩体变形破坏进而导致F4断层活化。随着采矿的深入,破坏的岩体数量和范围不断增加,形成一个深部滑动面,并穿过F4断层。下盘采空区围岩在水平构造应力作用下诱发了矿体边界处F1断层滑移,同时引起顺倾结构岩柱发生溃曲-滑移破坏,沿着节理面形成滑动面。 相似文献
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复杂地质条件下矿山地下开采地表变形规律的研究 总被引：7，自引：0，他引：7
地质条件是矿山开采岩层移动的基础,复杂的地质条件常使得地表移动角、沉陷角预测不准,导致灾难性后果。以典型复杂地质矿山程潮铁矿东区为例,以多年地表变形监测结果为依据,对在其特殊地质条件下地表变形和岩层移动的机制进行了分析研究。结果表明,地下采矿是矿区岩体破坏的直接诱因,地下水产生的静水压力和动水压力强化了岩体的变形与破坏;矿区岩体中断层、节理等特殊地质结构是岩体破坏的基础;构造应力场的存在是围岩向采空区产生较大移动变形的主要影响因素;在采矿之初,地表塌陷主要是由地下水疏干引起的;地表大规模塌陷形成以后,地下采空区的扩大是引起地表塌陷的主要原因,但矿区特殊的地质条件对地表塌陷范围的扩展速度有重要影响。 相似文献
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《水文地质工程地质》2015,(3)
以梁家山坡(申家山)磷矿采空塌陷为例,分析了地下采矿所引起的斜坡体塌陷的形成原因,即采空区上覆岩体在重力作用下向坡体下方临空面发生变形、破裂和移动,其发育受地质因素与采矿因素共同作用的影响;并用不同经验式估算得出该区内受地下采空区影响的高程范围,证实申家山是由地下采矿引起的采空塌陷。然后将其与盐池河山崩相对比,对二者在外在表现、形成过程及形成原因方面的不同点展开了讨论,二者虽然同样受采空区的影响,但是由于地质条件的不同,导致最终的破坏型式不同。 相似文献
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海底赋存大量未开采的矿产资源,利用前景广阔。与陆地采矿相比,海底采矿受上覆水体威胁巨大。因此,准确掌握采空区上覆围岩变形破坏规律,设置合理的顶部预留隔水矿柱,对海下采矿工程安全、高效生产具有重要意义。本文以山东三山岛金矿新立矿区这一典型的海底矿床为研究对象,基于滨海矿山复杂的工程地质特征,采用室内地质力学模型试验的方法,重现了海下充填开采过程,阐明了动态开采条件下海底矿山采空区围岩变形破坏规律和特征。试验结果表明,三山岛新立矿区的临界开采高度为- 85 m,顶部预留隔水矿柱的最小厚度为50 m。若开采超过该临界值,采空区和顶部含水层将发生贯通性破坏,其失稳模式为断层活化。研究成果可为新立矿区预留矿柱高度的选取提供理论基础,也可为相似地质条件下矿山安全开采提供参考。 相似文献
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汉中市玉皇山磷矿矿山现状评估发现的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷等地质灾害,危险性小--大。矿山建设和采矿工程引发、加剧崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷的可能性小--中等,危害程度小--中等,危险性小—大。在预测评估矿山可能引发、加剧和遭受的地质灾害基础上,对矿山进行综合分区评估,提出对不同地段分别采取避让、清除或镶补危岩体、裂缝填埋、建挡墙加固、留足够保安矿柱、加强截排水、种植植物及灾害监测等措施进行防治。 相似文献
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岩爆破坏过程能量释放的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
岩爆是地下岩石开挖中的一种工程灾害现象,是岩体结构发生破坏时,由于内部储存的弹性能释放并转换为动能而造成动力形式的破坏。岩爆破坏过程中的能量释放与岩体在应力峰值前后的应力-应变特性紧密相关。另外,施工中开挖速度引起的加载速率的变化也会对岩爆的产生有明显影响。以岩体全过程应力-应变曲线试验为基础分析岩爆破坏过程。分析中采用的模型考虑了岩石峰值后应力-应变特性及加载速率的影响。运用数值方法对岩石洞室的开挖过程进行了模拟,在模拟中对岩体破坏的发生及弹性能释放过程进行了分析。数值分析结果显示,岩体洞室开挖过程中岩石破坏由岩体表面向岩体内部发展,岩石的弹性能释放率也随着破坏的发展而不断增加。分析结果还显示,岩体破坏时的弹性能释放速率会随着开挖速率的提高而明显增加。 相似文献
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许昌县武庄村一村民家院内发生地面塌陷。利用地面及井下调查、测量及地面物探等手段,分析了该坍塌原因。该地区地质构造复杂,下部有多个断裂与背斜,岩体破碎;地下采矿活动和振动导致上伏岩层变形塌落,促使地面下饱水松散层在自身重力及静水压力的共同作用下发生塌陷。 相似文献
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文章针对贵港市六梅金矿85m中段断层附近上盘运输道受地压活动影响面临塌陷的具体情况,分析了巷道被破坏的原因,并介绍了有针对性的预防塌陷的治理方案——废石充填的具体实施过程,可为其他矿山生产提供参考。 相似文献
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华北克拉通东南部蚌埠隆起晚中生代花岗岩类岩体内变形记录与构造意义 总被引：5，自引：0，他引：5
华北克拉通东南部蚌埠隆起上出露了一系列晚中生代花岗岩类岩体,记录了丰富的变形过程。本次与前人锆石定年结果表明,该区经历过两期岩浆活动,分别是中—晚侏罗世(167～148 Ma)和早白垩世(130～112Ma)。区内晚侏罗世蚂蚁山岩体记录了切过该岩体的一条北北东向左行韧性变形带,是北北西—南南东向挤压的产物。该走滑变形带在走滑隆升中又被脆性平移断层所叠加。走滑活动时间可以限定在148～130 Ma之间。研究区在130～112 Ma期间转变为强烈的伸展活动,区域拉张方向为北西西—南东东向,并伴随着岩浆活动与区域隆升。在此伸展过程中,中—晚侏罗世荆山—涂山岩体与早白垩世淮光岩体记录了深部韧性伸展拆离变形带抬升至浅部被脆性正断层所叠加的变形过程,而其它岩体内均记录了地壳浅部的脆性正断层活动。这些岩体的变形记录,指示华北克拉通东部晚中生代由挤压向伸展构造体制转变发生在148～130 Ma期间,提供了在早白垩世克拉通峰期破坏中目前非盆地区构造过程的实例。 相似文献