充填条件下复杂采空区围岩冒落规律与治理方案研究

• Published in: 有色金属工程 Vol. 13; no. 3; pp. 121 - 128
• Main Authors: 张晶, 周宗红, 任凤玉, 刘剑
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 昆明理工大学国土资源工程学院,昆明654093%东北大学资源与土木工程学院,沈阳110819 2023
• Subjects: 三维激光扫描技术; 采空区; 冒落规律; 充填治理; 数值模拟
• ISSN: 2095-1744
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-1744.2023.03.015

TD853.34; 复杂大型空区充填治理受限于矿山充填能力,治理现场常表现为"边充边冒"的情形,空区围岩冒落速度较大时,存在冒透地表的可能,对空区安全治理及矿山安全生产极为不利.以唐山某铁矿复杂冒落空区为工程背景,借助三维激光扫描技术对空区形态进行探测,并通过对比前三次探测结果分析了空区的扩展趋势.结合离散元软件3DEC建立复杂数值计算模型,用以演化模拟充填条件下空区围岩冒落过程,掌握空区充填与围岩冒落的时空演化特征,并提出空区分段充填治理方案.结果显示:冒落空区形成初期,边界在纵向与横向上均有扩展,此时空区治理的关键在于及时支撑冒落拱基以限制空区跨度增大,当充填至-210 m水平时,空区横向冒落范围锐减,表明空区充填体有效阻止了空区北侧围岩冒落,可将-210 m水平视为充填临界水平,据此提出的空区分段充填治理方案,可有效保障空区的安全治理和周边矿体的安全开采.