采空区失稳导致的地表塌陷处置措施研究
2018-03-21黄和平侯克鹏
黄和平 侯克鹏
(云南亚融矿业科技有限公司)
红河县阿扒铅锌矿所属矿区Ⅴ-1矿体401采空区在矿体回采结束后没有及时处理,采空区上部围岩逐渐冒落,最终导致地表发生陷落,面积约600 m2,需要对该陷落区域进行回填处理,并圈定移动范围对该区域安全监测。同时要对全矿范围内其他类似采空区提前采取处理措施,防止地表再次发生陷落。因此,结合现场开展相应的处置措施研究工作,对矿山的安全生产具有重要意义。
1 工程概况
红河县阿扒铅锌矿采用平硐开拓,已建成1 420,1 465 m 2个中段。矿体赋存于断残裂带中,为急倾斜脉状薄矿体,平均厚3~5 m,倾角为65°~70°。根据矿体的开采技术条件,设计采用浅孔留矿法,辅以全面法开采。采场长50 m,宽为矿体厚度,中段高40 m。矿山生产区内生产V-1矿体,在1 465 m中段布置了401,402,403采场,在1420中段布置了202,203采场。
2 岩体力学参数
在现场调查和岩石力学试验的基础上,对阿扒铅锌矿岩体进行质量分级,该矿岩体属于差岩体。采用Hoek-Brown强度准则对该矿宏观岩体力学参数进行研究[1],结果见表1。

表1 岩体力学参数
3 地表移动范围
根据矿方提供的平、剖面图建立FLAC3D数值计算模型[2],见图1。

图1 计算模型
矿山生产矿体主要为V-1矿体,最低开采标高为1 410 m,基于实际情况,本次计算方案:第一步,模型原始平衡阶段,该步骤无任何开挖充填过程,施加自重力,在整个模型中形成自重应力场,为后续开挖及分析奠定基础;第二步,开采至现状;第三步,V-1 矿体(1 420 m以上)开采结束。
模拟过程中,允许围岩依照自身的力学机制发生一定的位移或破坏,1 420 m以上矿体随着开采进行,A10剖面采空区上下盘围岩应力进一步释放,应力释放区域增大,上盘围岩出现拉应力,为0.24 MPa;……
