北矿区下部矿体2#矿体空区监测与处理技术研究.docx
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北矿区下部矿体2#矿体空区监测与处理技术研究.docx
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北矿区下部矿体2#矿体空区监测与处理技术研究
北矿区下部矿体2#矿体空区
监测与处理技术研究
前言
2007年2月5日10点零7分,北矿区露天塘口垫层区内突发大规模垫层陷落,约有20~30万方垫层瞬间充填了井下采空区,冒落产生强烈冲击气浪,由于在事件发生前场部据现场预兆,果断地对危险区域作业人员进行撤离并停止该区域生产,故未造成人身伤害。
据事件发生前,对-125M、-114M水平10#溜井处出现的不明空区(并伴冒落现象)的观察、分析(2月4日~5日上午9点左右)和事件发生后,对井下采场的全面检查,着重检查-125M、-114M水平不明空区和10#溜井区域及-10M、-140M水平10#溜井对应区域检查,同时对-210m、-240m水平相对区域进行观察、检查。
并进行多次研论,基本弄清本次事件活动的机理.
一、北矿区地质概况
(一)、断裂
1、北东向断裂,地区有四条大致平行的断裂,走向北东,倾角70度左右,致使地层褶皱倒转、破碎、蚀变、重结晶现象普遍。
2、北西向断裂:
矿区内北西向次级断裂发育,以F8为代表:
地表位于15线以东,走向北西27度~35度,与褶皱轴近于直交,倾向南西,倾角68度~75度,地表出露长度千余米,断层破碎带宽7~25米;断层面平整,可见大量水平擦痕和晚期斜向擦痕,擦痕角65度,断层北东盘向北西平移,北西盘逆推向上,为平移断层,F8在地表明显切割了上部矿体,水平错距25~30米。
,
3、根据《北矿区坑道水文地质调查报告》(2006年9月)认为:
下部矿体-310M、-380M水平断裂多以NE、NW走向的小断裂为甚,而且大部分为压扭性,压性断裂为主。
大中型的张性断裂构造基本不甚发育,小型断裂有发育,但大部分相互间连通性不好。
巷道裂隙节理较为发育,尤其压扭性破坏了巷道的稳定性,使-310M、-380M水平许多巷道采取了喷锚支护或素喷支护办法维持巷道稳定性,但不少地段支护后的巷道又出现片帮,侧鼓现象,局部地方出现顶板冒落,底板上鼓现象。
调查认为北矿区随着开采深度加大,地压显现渐趋明显。
(二)、矿体赋存特点
北矿区铁矿床矿体赋存于花岗闪长岩与寒武系下统幕府山组白云岩接触带中,分为上部矿体和下部矿体。
1、上部矿体:
分布于6~17线,走向北东60度~80度,倾角南东45度~80度,上部缓,中下部陡。
矿体长740米,厚2~60米,平均厚20米,水平投影面积0.1平方公里,整个矿体呈透镜状,矿体出露标高109米,埋藏最深标高负205米,12线以西以磁铁矿为主,12线至15线以赤铁矿为主。
2、下部矿体:
分布于A1~A8线,走向330度~340度,倾向南西,倾角25度~65度。
矿体长180米,厚2~59.44米,平均厚度22.04m,矿体呈透镜状,矿体出露标高-165米,埋藏最深-600米。
下部矿体又分为0#、1#、2#三个矿体,其中以2#矿体为最大。
下部矿体以磁铁矿为主,1#矿体含有少量赤铁矿。
3、下部矿体上盘围岩特征
根据地表CK21、CK38、CK43、ZK901四个钻孔原始编录资料记载:
下部矿体上盘围岩以白云岩为主,局部含绿泥石化闪长岩,高岭土化正长岩,高岭土化花岗闪长斑岩,花岗细晶岩,角岩,粘土,云斜煌斑岩,二长岩,闪长玢岩,矽质岩。
其中CK21钻孔、在孔深166.76至168.29m处见灰褐色风化白云岩,疏松而碎,含泥质成份较高,具滑感,节理石上见小擦痕,,孔深170.04至174.36,厚4.32m为云斜煌斑岩蚀变强烈,大部分为粘土,绿泥石,孔深209.86至211.12米,厚1.26米为粘土.
在CK38中:
孔深130.71~237.37米为白云岩,裂隙发育,破碎较强形成角砾状构造,角砾大小不等,为钙质胶结。
孔深264.31至270.93米,厚6.62米为高岭土化正长岩;蚀变强烈,原岩结构,矿物成份已无法鉴别,蚀变后,全为白色高岭土组成,节理面见少量赤铁矿。
孔深284.33至285.62米,厚0.89米,为高岭土化正长岩,灰白色,疏松易碎,蚀变强烈,原生结构与矿物已无法鉴别,蚀变后全为高岭土,沿节理面充填方解石细脉,孔深329.12至331.82米处为蛇纹石化白云岩。
孔深335.96至337.68米处为绿泥石化白云岩,其中大部分为绿泥石。
孔深350.08至360.51米,厚2.43米,为矽卡岩.
在CK43钻孔中:
孔深282.41至290.09米为蛇纹石化白云岩,岩石松软.ZK901钻孔中,孔深361.24米至369.84米,厚8.60为灰质白云岩;局部风化,呈白色粉末状粘土矿物.
(三)、下部矿体岩石、矿石物理性质
为了解矿体和顶底板围岩的物理力学性质,在不同的空间,对不同类型的矿石和围岩采取了有代表性的试样作抗压强度试验。
采样孔分布在矿床范围内7线、9线两个钻孔。
样品采自矿体顶板3~6米,底板5~10米范围内的围岩和矿体及其夹层中。
共采集样品10组,每组3块,试验使用样品为10组57块,试验结果表明,由于岩石、矿石的结构、构造及次生变化不同,其物理力学性质各异,根据试验结果,矿石及顶、底板围岩和夹层的平均抗压强度见附表。
岩石、矿石抗压强度试验结果表附表
试样部位及岩性
垂直岩心轴向
平行岩心轴向
样品数
抗压强度
(Kg/cm2)
样品数
抗压强度
(Kg/cm2)
顶
板
围
岩
蛇纹石化灰质白云岩
3
855
3
770
含灰质白云岩
3
1276
3
1343
白云岩
3
1242
3
1388
闪长玢岩
3
589
3
511
矿体
底板
围岩
磁铁矿石
6
1215
5
1429
矽卡岩(夹层)
6
1361
5
1477
花岗闪长岩
6
1776
5
2148
由于钻孔岩石,矿石芯采样本身避开了矿体和顶底板围岩的破碎地段,对于裂隙和节理发育部位,无法采样进行测试。
因此,实验室测定的岩矿石抗压强度值是偏大的,其结果只代表岩矿石力学性能指标。
用其评价力学性质有它的局限性。
1、矿石物理性质
矿石结构多为半自形和它形粒状结构,以块状、浸染状和条带状构造为主,裂隙不发育,所见裂隙均属闭合型。
根据块状、斑杂状及浸染状磁铁矿三种自然类型,力学性能测试,均属坚固级。
影响矿石稳定性的因素主要是遭构造破坏的压扭性裂隙以及部分矿石的脉石矿物以绿泥石或金云母为主,在ZK7908、ZK702、CK2等钻孔中见有2~8.84米厚的松软破碎矿和粉矿,是构成矿体局部崩落的主要原因。
2、矿体顶板围岩的物理性质
据22个钻孔统计,矿体直接顶板围岩:
主要为白云岩或含灰质白云岩、大理岩。
白云岩和含灰质白云岩。
一般结构完整,裂隙不发育,属坚固级岩石。
局部白云岩较破碎如ZK2、CK38钻孔,11线CK38钻孔高岭土化强烈,钻进中有孔径收缩倒塌现象,疏松易塌。
9线顶板蛇纹石化白云岩和闪长玢岩坚固性较差。
总之矿体顶板围岩以坚固性为主,坚固性较差岩石仅出现在个别钻孔中,厚度不大。
3、矿体底板围岩物理性质
据22个钻孔统计,矿体直接底板围岩以矽卡岩、花岗闪长岩为主,由附表可见,花岗闪长岩为坚固级。
以金云母、绿泥石为主的矽卡岩易坍塌。
综上所述,下部矿体和顶底板围岩均较稳固,但矿体顶板围岩与矿体顶板局部不稳固。
二、矿山开采现状
从1958年开采至今,已有四十多年的采矿历史。
1970年,在露天塘口实行了100吨药量的大爆破,将塘口上盘的白云岩崩落成为上部矿体的开采垫层。
北矿区上部矿体采用无底柱分段崩落法进行回采,随着矿体逐渐向下回采,露天垫层也逐渐向下滑落,并促使塘口上盘围岩自然崩落,加厚了露天塘口垫层。
截止2000年底,上部可采地质储量仅有20余万吨。
资源枯竭日益显现,为了稳定原矿产量,延长上部矿体服务年限,开始长达6年的残留矿回收工作,回收矿总量超120万吨。
本次事件中心区域紧靠-114M、-103M水平回收主要区域。
下部矿体于1987年由江苏省冶金设计院对下部矿体开采进行总体设计,设计采用盲坚井开拓方式,浅孔留矿法和中深孔分段空场相结合的采矿方法。
该采矿方法不留顶、底柱,由下盘出矿进路出矿,每个中段回采结束后空区残留矿石经下中段回收。
下部矿体从1995年开拓,1998年开始回采,下部矿体的2#矿体是主矿体,2#矿体从-190M延伸至-380M以下。
现-275M中段回采基本接近收尾,2#矿体现已形成-170M~-275M水平连续的约数十万立方米的采空区。
三、下部矿体采空区现状,及演变过程
通过对采矿工程布置的各平面图和剖面图,采用求积仪量测方法得出2#矿体各水平空区的面积和容积。
如下表:
各中段采空区面积和容积统计表
中段水平
本水平采空区跨度及面积
容积M3
长×宽(m2)
面积(m2)
-210M
135×70
2712.86
27128.6
-240M
130×100
7296.95
150147.15
-275M
125×60
4740.46
210654.68
合计
387930.43
依据2#矿体赋存特点,和开采时间性,2#矿体采空区分三阶段来阐述空区演变过程:
1、第一阶段:
-210M中段以上采空区
该中段在2#矿体空区中占重要角色,起着承上启下作用,-210M中段2#矿体上盘大部为白云岩较稳固,局部为风化白云岩、矽卡岩并拌有高岭土化等薄弱区。
这些薄弱区在-210m水平虽没有造成大面积冒落,但已严重影响本中段矿体的回采,同时也埋下空区冒落根子。
-210M水平与本次事件有联系的矿房回采情况简介:
-210M水平2#矿体的大巷以北部分(A1~A3线)为S弯矿房,用浅孔留矿法开采20余米高度,在-190M以上一点结束。
2#矿体大巷以南部分,(A3+15~A6线)为2#矿块,用浅孔留矿法开采,开采高度为20米,该矿块的南端(A6线与10.5线交叉处)为高岭土和矽卡岩,稳固性较差。
在该矿房采矿结束后,曾发生大片的垮落,并有大量涌水。
在-190M水平的A3~A4,11线~11.5线范围内,用浅孔留矿法开采了一矿房,采高约20米,至-170m水平,由于矿房顶板安全性差而停止。
在-210m水平结束时,S弯与2#矿块的间柱也做了部分回收。
2、第二阶段:
-240中段空区
该中段分9个矿房进行回采,矿房采高为东(26米)高西低(8~10米)矿房结束后,矿房间柱采用浅孔和中深孔进行回收,其中最大一次爆破药量达4T。
矿房间柱的回收使得-240M水平9个矿房基本形为一个平面近7000m2的大空场。
2#矿体采空区的下盘长度约80m,范围在A2+15~A6线之间,与-210m的整个2#矿块、S弯矿块的极少部分对应。
该中段的回采给上盘薄弱区冒落创造条件:
1房间柱的回采打破原空区顶板平衡。
2中深孔大规模的爆破,诱导和再次加剧顶板冒落。
3创造冒落补偿空间。
具体体现在房间柱爆破后1#、3#、6#矿房冒落较严重,甚至有高岭土和水。
第三阶段,-240~-275M空区。
该区域矿体主体采用无底柱分段空场法回采,该区域有-252m、-263m、-275m水平三个分段,回采方向自南向北,中深孔退采。
现-252m水平退采结束,只留下A3线的少量矿柱未回采,-275m水平已作好切割,正开始退采。
随着分段水平逐渐下降,空区体积逐渐加大,它继续为顶板冒落岩体创造空间,并继续诱导顶板垮落,(爆破造成地震波和空气冲击波)
在-252M、-265M、-275M的退采过程中,回采的矿石内都含有大量高岭土及白云岩。
演变机理:
暴露面增大+空间增大+各种诱导
-170M上盘薄弱冒落区逐步向上发展
四、本次突发性垫层垮落运动机理
地质情况:
矿体的赋存条件、地质构造、断裂、矿石岩石的物理性质是产生矿房空场垫层垮落的因素。
受成矿构造控制,上部矿体走向北东60度~80度,倾角南东;下部矿体走向330度~340度,倾向南西。
在上部矿体尾部与下部矿体头部交接处,第11.5勘探线与A3勘探线之间形成约15m厚的隔层(上部矿体在第11.5勘探线延伸至-148m,下部矿体在A3线出露标高-163m)。
同时受构造接触带控制,接触带呈“S”型。
上部矿体下盘围岩花岗闪长岩同为下部矿体下盘围岩,接触带上盘白云岩同时充填了大量的高岭土,岩层松软易垮塌,从下部矿体矿房顶板白云岩沿着接触带构造弱面自然冒落至上部矿体底部接触带。
受上部矿体上盘白云岩中高岭土等泥质岩层影响,在重力和水的作用下,接触带构造弱面发展和扩大,岩体裂缝闭合,冒落区沿着11.5线接触带风化、松散岩层逐步向上发展并最终导致地表第11~12勘探线区域垫层陷落。
机理分析:
-190M水平2#矿体应用浅孔留矿法回采至-170M,因顶板矿岩极度破碎、松软未继续上挑作业。
随着2#矿体回采深度下降,空区顶板暴露面积越来越大,至-240M水平顶板暴露已达7000m2左右。
-240水平矿房回采结束后,对矿房间柱采用中深孔爆破,致使各矿房连为一个面积(平面)超过7000m2的整体,此时顶板已打破平衡,进入冒落活跃期。
冒落区沿着11.5线风化、松散岩层逐步向上发展。
在经历冒落~平衡~冒落等多个循环,经历长时间演变,07年2月4日突然发现空区沿11.5线薄弱区冒落至-90M左右。
由于11.5线区域-92M、-70M以上已用中深孔爆破回采。
此时-92M以上约140M高的充填垫层重量和急剧升高的压力都集中在-90M~-92M未冒落岩层上,垮落已处于千钧一发,4日夜晚场部果断决定停止井下生产,全部撤离工作人员。
5日凌晨2时许露天垫层区内发生小规模陷落。
5日上午10:
07分露天垫层区内突发大规模垫层陷落。
后经有关人员估计,其阶段总的陷落垫层约有20余万方立方米。
经事件后现场全面检查和分析再一次肯定上述分析垫层垮落运动路线是露天的垫层沿-90M、-103M、-114M、-125M、-140M的通道侵入,充填下部2#矿体空区。
现在在-114、-125、-210M和-275m上盘进路可以看见其充填垫层。
由此加以证实。
五、本次研究的主要课题
A、下部矿体2#矿体采空区对上部的影响
上部矿体在2#矿体空区移动带内的回收区域主要位于:
1、9线处1#矿采区(-103M~-140M)
2、10线处8#矿采区(-114M~-125M)
3、10.5线处9#矿采区(-103M~-114M)
4、10.5线~11线排孔退采区(-103M~-114M)
本次事件重点位于11~12线,10#溜井南侧。
据2#矿体赋存空间形态和向西南延伸特点和2#矿体采空区由A3~A6线逐渐变大趋势,结合本次事件中心(即11~12线矿岩薄弱区)
按照从弱面依次逐步向西南发展的思路,对上部矿体采区影响应从11线逐步向10.5线、10线、9.5线、9线发展。
2#矿体采空区顶板厚度
10.5线
10线
9.5线
9线
厚度
69m
69m
72m
75m
从冒落扩大发展的角度,首先影响11~10.5线和10.5线采区。
由于10.5线-103M水平回收尚有-88M水平、-70M水平和红矿下盘-103M水平回收工程规划,本次事件造成上述规划难以再继续开展。
直接影响上部回收工程,大大缩短上部预期服务年限。
虽9~11线回收区域在2#矿体采空区陷落范围内,但本次事件-140m水平以上通道都已充实,加上2#矿体采空区对应上部矿体顶板厚度在69~75m左右,且9~11线2#矿体采空区顶板坚固性较好。
因此2#矿体采空区对上部生产的影响程度有限。
上部矿体位于2#空区移动带以外的区域可正常开展回收工作。
移动带内的回收区域在观测孔(见监测处理技术方案)观测分析基础上开展正常工作。
11线以东部分据观测孔资料进行强采。
B、下部矿体2#矿体空区对下部的影响
2002年公司委托马鞍山矿山研究院进行北矿区下部矿体地压控制与处理技术研究。
其中研究目的有:
在安全生产条件的前提下,寻求一种适合于下部矿体在采空区不作填充的情况下,尽量多的回收其矿量,延长下部矿体服务年限,保持矿山生产安全和高效的可持续发展。
应该可以认为当时对空区防治思路,主要是对地压监测,以便及时作出安全预报。
现在空区现状与02年相比,空区主要问题没有改变。
变化在:
①部分空区经2.5事件等到充填。
②上、下部空区已具备垫层流通通道。
且通道断面>400m2。
③下部部分空场作业安全条件因本次事件垫层涌入得到一定改善。
④因2#矿体在-380M水平变化大,引发下部永久矿柱存在的必要性争议。
存在问题:
1、空区顶板暴露大,空区仍可能有部分空间未充填,顶板在开采后可能产生失稳,随时有顶板冒落情况的存在。
2、随着矿体开采,深部的不断下降,空区的容积也在不断地扩大,若上、下部已形成的通道内垫层不能很好地移动下降,仍存在较大规模露天塘口垫层区垫层陷落活动。
针对本次事件运行机理,正视下部永久矿柱的去、留显得尤为重要。
下部矿体2#矿体空区对下部的影响主要体现在:
1、顶板局部冒落产生的空气冲击波;2、2#矿体开采的延续造成空区增大,在雨季生产中易突发泥石流和较大规模的垫层运动;3、2#矿体-275M以上采空区与-380M~-275M水平局部采空区的可能存在互动影响。
六、监测手段与技术研究
1、问题的提出
07年2月5日露天塘口垫层区内的20~30万垫层侵入井下(2#矿体)采空区,间接地降低2#矿体空区顶板大规模垮落发生机率。
改善安全作业条件。
但是我们也看到,本次事件发生是非控制性的垫层冒落,教训和启发是深远的,为了更好地服务矿山,尽量避免类似事件发生,公司必须着手空区监测与处理技术研究工作。
2、研究目的
①在安全生产条件下,寻求一条符合空区发展趋势,又适合上、下部矿体生产,尽量减少资源损失,努力延长上部矿体生产时间。
保持矿山生产安全和高效的可持续发展。
②对上、下部矿体开采提出防治技术措施。
③充分地论证空区对生产的潜在影响,以便划定上部下部矿体安全生产区域。
④建立采空区的监测和预测预报系统,以确保采空区发生非控制大崩落和岩移前,我们能够及时做出安全预报,并用以指导上部回收等矿山正常有序的安全生产。
3、研究思路和方法
全面细致地对本次事件中心潜在的向外扩展区域进行地质调查,和采空区现状调查,其目的是为了对矿体形状即采空区位置,上下盘围岩节理,裂隙等结构的发育情况和围岩风化程度,稳固性程度,及遇水变化情况,结合采空区分析,模拟推测空区在空间上的扩展方位、大小。
为空区监测设计、防范要求和处理技术等提供可靠的依据。
4、冒落形式分析
采空区顶板冒落形式从现场出矿情况和采场冒落条件。
主要有:
①以零星冒落为主
②发生非控制性的岩层或垫层大崩落和局部岩移情况。
5、采空区顶板冒落冲击气浪估算。
2#矿体采空区顶板零星、批量冒落合乎“绕流”模型:
岩块冒落运动过程中,一部分气体绕岩块流动到了岩块的上方;一部分气体流向空区四壁,形成环流;还有一部分气体,联同岩块落地时刻的冲击气流一道,形成冲击气浪。
通过分析冒落过程中岩块与空气的能量交换,空气在流动中需要克服的本身惯性力、通道摩擦阻力及通道中的局部阻力等,根据能量守恒原理,气流速度由零增大到最大值的运动中所消耗能量之和应等于岩块下落对空气所作之总功。
由此可建立如下关系:
式中,L为空气流动系统通道换算成断面的等效长度,m;S为空气横面积,m2;p为空气密度,Kg/m3;t为空气流动速度由零增大到最大速度的时间,S;V为空气的流动速度,m/S;R为通道的水力半径,m;ξ为系统的局部阻力系数之和;C为阻力系数,可取C=4~5;A为岩块水平投影面积;H为空区高度,m。
忽略空气运动阻力和系统局部阻力的影响,由式
(1)可得岩体冒落时透导风流的最大速度为:
,
。
(2)
三、避免冲击气浪危害的安全距离
冲击气浪由于冒落体后面的负压而向上扩散,离冒落体边缘越远,向上扩散量越大,冲击气浪衰减越快。
通过对比可供向上扩散面积与可供继续向前流动面积的比值关系,同时考虑冲击惯性力与绕流约束力影响,可得出避免冲击危害的安全距离。
采场冒落危害防治措施
通过计算表明,零星冒落时,离开冒落块边缘3m处,冒落气浪速度即可减小到11.26m/S以下,此时已小于安全规程规定值(u=12m/S)。
正因为如此,在无底柱分段崩落法采场与有底柱崩落法采场,井下作业人员对这种形式的冒落过程几乎无感觉,亦即采空区顶板在不知不觉中实现了冒落。
对于批量冒落而言,由于冲击气浪的速度较大,无论哪种采矿方法,都须采取相应的技术措施,以保证生产安全。
对于房柱法来说,离开冒落点边缘18m处,冲击气浪的速度才降低到人体可以抵抗的风速。
为此在作业过程中,要加强顶板观察工作,一旦发现可能冒落点,就要设法与保证在冒落时离开足够的距离。
对于无底柱分段崩落法与有底柱崩落法采场来说,出矿工作要防止出空出矿口,留下矿、岩散体隔断工作地点与采空区的空间联系。
必须加强管理措施:
(下部2#矿体生产中)
A:
出矿工作要防止出矿口出空,留下矿、岩散体隔断工作地点与采空区的空间联系。
B:
加强现场观察,对于可能发生的采空区顶板垮落能尽可能早做出预测和警示。
C:
积极作好大块和大块群的处理,同时作好统计、分析:
1、是对形成的采空区进行调查,通过地质矿量与采出矿量的对比,查清采空区的大小、范围;2、是分析矿岩性质,通过对掌子面矿岩性质的分析并对照地质剖面,试图查清采空区顶板冒落高度;3、是根据查清的采空区范围、大小、高度,分析采空区的冒落趋势及对安全回采的隐患程度制定安全保障措施。
D:
分析应力变化。
(因随着开采的逐渐延深,采空区将会诱导上覆盖岩层释放其采前以及在开采过程中积累的应力和势能,以达到地压的平衡。
作为上覆盖岩层应力和能量的释放的必然结果:
采场围岩的局部支撑区域将产生应力集中和能量积累。
)对于应力升高区,应作支护工作。
E:
设备维护、人员休息及其它停止生产时候人员应离开工作面18m以上。
6、采场冒落危害防治措施
鉴于-70M~-190M水平11~12线区域矿岩稳定性差,风化岩占该区域岩层大部,且11.5线空区面积≥400m2受2#矿体继续生产产生垫层下降,(如上、下部已形成的通道内垫层不能很好地移动下降补充进2#采空区)则在-70M~-190M风化岩自身重量、上覆盖松散岩石(-70M~+40M)重量、和地应力的共同作用下极易产生大面积崩落。
针对-70M~-190M水平空场的实际情况应注意观察(在-103M、-114M、-125M、-140M、-210M等水平及地表异常情况同时应用监测手段和空区处理技术措施防止采空区顶板突发性大面积的垮落和引发大规模垫层瞬间侵入采空区。
由于11.5线以东上下部都已结束,故11.5线以西区域是我们监测和了解的对象。
A、地质采矿因素对开采沉陷的影响
多年的实践经验表明,开采沉陷的分布规律取决于地质和采矿因素的综合影响
1、覆岩力学性质对覆岩移动和破坏的影响
下部矿体采空区上、下盘围岩属于坚硬——较坚硬的较破碎岩体,坚硬程度定性指标可确定为Ⅳ级,定量指标【BQ】可确定D。
和MFe为Ⅳ级岩体。
Yδ和SK为Ⅲ级岩体。
如覆岩中大部分为极坚硬岩层,空区顶板大面积暴露,矿柱支承强度不够时,覆岩产生切冒型变形。
在采动影响下,冒落过程发展的最充分,导水裂缝带高度最大,一般可达采厚的18~28倍。
2、开采厚度与开采深度的影响
开采厚度对上覆岩层及地表沉陷过程的性质有重要影响。
采厚越大,冒落带、导水裂缝带高度越大,移动变形也越大,过程表现的越剧烈,因此移动和变形值与采厚成正比,又与采深成反比,用深厚比(H/M)作为衡量开采条件对覆岩冒落地表沉陷影响的粗略估计指标。
实践中可用下式近似估算冒落带高度
厚矿体分层开采时冒落带最大高度采用下列经验公式
覆岩岩性(单向抗压强度Mpa主要岩石组成)经验公式
中硬(20~40
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