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柏林煤矿工业广场南翼滑坡区稳定性分析

煤炭工程 2005年第3期37卷 63-65页

作者：潘宏宇余学义黄森林黄满登唐文龙西安科技大学陕西西安710054 达竹矿务局柏林煤矿四川达川635000

我国西部矿区大多位于丘陵山区 ,在山区地表条件下 ,开采引起山体滑坡灾害已成为人类活动形成滑坡灾害的主要部分。因此 ,控制和预防采动滑坡灾害发生是矿区生态环境保护的重要组成部分。论文应用数值模拟方法分析柏林煤矿工业广场南翼... 详细信息

我国西部矿区大多位于丘陵山区 ,在山区地表条件下 ,开采引起山体滑坡灾害已成为人类活动形成滑坡灾害的主要部分。因此 ,控制和预防采动滑坡灾害发生是矿区生态环境保护的重要组成部分。论文应用数值模拟方法分析柏林煤矿工业广场南翼滑坡区的稳定性 ,同时结合该区开采地表观测数据 ,分析了开采方法、顺序、方向对滑坡体的影响。

关键词：采动滑坡西部矿区数值模拟环境保护

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山区谷底沉陷预测模型及其参数反演

岩土力学 2016年第5期37卷 1351-1356,1364页

作者：郭庆彪郭广礼吕鑫陈涛王金涛中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221008 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000

我国西部地区地势复杂,沟壑纵横,地下开采极易导致边坡失稳,引发采动滑坡。在地下采动沉降与滑坡体挤压上升的叠加影响下,谷底区域地表沉降值明显小于类似地质采矿条件下的平原地区。为准确预测山区谷底区域地表沉降值,基于简支梁的弹... 详细信息

我国西部地区地势复杂,沟壑纵横,地下开采极易导致边坡失稳,引发采动滑坡。在地下采动沉降与滑坡体挤压上升的叠加影响下,谷底区域地表沉降值明显小于类似地质采矿条件下的平原地区。为准确预测山区谷底区域地表沉降值,基于简支梁的弹性变形理论,并借助概率密度函数建立了山区谷底区域地表沉陷预计修正模型,明确模型参数物理意义及其取值方法。依据修正模型,以实测值和预测值之差平方和最小为原则构建适应值函数,基于模拟退火粒子群算法提出新的模型参数反演方法,借助MATLAB语言编制了相应的参数反演程序。最后将研究成果应用于山西某矿,得到谷底区域预测结果中误差为73 mm,与实测值基本一致,取得了较好的工程实践效果。

关键词：采动滑坡修正模型模拟退火粒子群算法参数反演

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炭山煤矿采空区滑坡形成机理分析

炭山煤矿采空区滑坡形成机理分析

作者：刘高扬长安大学

学位级别：硕士

原州区炭山乡处于黄土丘陵地貌，矿产资源丰富，地下开采在该地区诱发了大量的采动滑坡，严重危害到当地的经济建设和人民的生命财产安全。炭山煤矿滑坡就是由于煤矿开采所诱发的典型采动滑坡，对该滑坡形成机理及稳定性进行系统研究，... 详细信息

原州区炭山乡处于黄土丘陵地貌，矿产资源丰富，地下开采在该地区诱发了大量的采动滑坡，严重危害到当地的经济建设和人民的生命财产安全。炭山煤矿滑坡就是由于煤矿开采所诱发的典型采动滑坡，对该滑坡形成机理及稳定性进行系统研究，不仅对原州区地质灾害的防治有重要意义，同时也对同类滑坡的研究提供了参考资料。本文以原州区地质灾害详细调查资料为基础，采用现场勘查、室内试验、理论分析和数值模拟等技术手段，对炭山煤矿滑坡的形成机理及稳定性进行了系统研究，取得了以下主要认识：（1）岩土体物理力学性质和地下采空是炭山煤矿滑坡形成的主控因素，降水与地表水是诱发因素。炭山煤矿滑坡主体为侏罗系泥岩，亲水性强，崩解和膨胀作用显著，强度低，工程性质差，为滑坡的形成提供了物质基础;地下开采改变了坡体的应力场，在坡体内形成增压区和减压区，使岩土体发生破坏，向采空区方向发生位移，同时在地表形成拉张裂缝，使得降水及地表水更容易下渗，在强风化泥岩与中风化泥岩接触面形成贯通的软弱带，最终导致了滑坡的形成。（2）只考虑采空区影响情况下的离散元模拟分析表明，在采空塌陷全部完成的情况下，坡体的蠕滑变形尚不足以导致滑坡的形成，说明炭山煤矿滑坡的形成中降雨及地表水的入渗也是不可忽视的诱发因素。当在模型中把强风化与中风化接触面设置为软弱带时，模拟结果与滑坡的实际滑动情况相吻合。滑坡的滑动过程分为四个阶段：坡体变形阶段、坡体蠕滑阶段、滑坡运动阶段、滑坡堆积阶段。（3）滑前斜坡的有限元模拟结果表明，在采空区及软弱带的综合作用下，采空区上方的岩土体均向采空区方向移动;坡体后部位移主要受软弱带影响，软弱带上方岩土体位移量明显大于下方，即发生滑动变形。应力集中现象主要出现在采空区上方以及软弱带附近，最大主应力出现在采空区边界，在采动形成的压缩区，岩体主要发生压缩破坏，完全采动区的大主应力为负值，岩体发生拉张破坏。（4）分别采用极限平衡法和有限单元法对炭山煤矿滑坡现状稳定性进行计算。结果表明，在天然工况下滑坡处于稳定状态;在降雨工况下，由于滑体自重增加和滑带抗剪强度减小，滑坡处于基本稳定状态。比较极限平衡法与有限单元法的计算结果发现，有限单元法更加符合滑坡实际的应力分布情况，因此选择合适的本构模型，首先使用有限元方法模拟出坡体的应力分布，然后导入极限平衡方程中进行计算，会使计算结果更为准确。

关键词：采动滑坡采空区形成机理有限元离散元

采坑型滑坡地质力学模式研究--以贵州省福泉滑坡为例

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防灾减灾学报 2020年第1期36卷 13-19页

作者：王小明史文兵梁风马文鹏贵州大学国土资源部喀斯特环境与地质灾害重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 兰州大学土木工程学院甘肃兰州730000

福泉滑坡具有顺倾上硬下软的结构特征,采用颗粒流离散元模拟采动滑坡的变形破坏全过程,研究福泉滑坡在露天开采条件下变形破坏的地质力学模式。基于颗粒流离散元程序,引入平行粘结模型,通过参数标定确定细观参数与宏观力学性质的关系,... 详细信息

福泉滑坡具有顺倾上硬下软的结构特征,采用颗粒流离散元模拟采动滑坡的变形破坏全过程,研究福泉滑坡在露天开采条件下变形破坏的地质力学模式。基于颗粒流离散元程序,引入平行粘结模型,通过参数标定确定细观参数与宏观力学性质的关系,据此建立斜坡模型,模拟斜坡采动过程中的变形破坏全过程,确定该类采动滑坡形成的地质力学模式;研究滑坡滑动过程中的速度和能量变化以及堆积特征。研究表明:斜坡采动过程中,潜在滑面顺层滑移,后缘拉裂,裂纹从下往上向软弱面拓展,前缘坡脚处岩体形成锁固段,斜坡出现由前缘至后缘缘递减的蠕滑变形,随着斜坡进一步采动,锁固段发生剪切破坏,前缘坡体启动,中后部裂缝贯通—滑移,斜坡整体失稳破坏,形成牵引式采动滑坡,该类滑坡形成的地质力学模式可分为:滑移—拉裂—剪断3个阶段;对滑坡运动过程的模拟可知,采坑积水是小坝组受灾的关键转化因子。

关键词：采动滑坡地质力学模式滑坡运动过程灾害转化因子

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地下采空诱发顺层岩质斜坡变形破坏特征研究

安全与环境学报 2017年第4期17卷 1294-1298页

作者：代张音唐建新舒国钧腾俊洋王艳磊刘姝重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源及环境科学学院重庆400044 贵州大学矿业学院贵阳550025

为揭示地下采空诱发顺层岩质斜坡变形失稳的机制,采用底摩擦模型模拟试验方法,以重庆市鸡尾山地质条件为试验对象,研究不同开采顺序(顺坡开采、逆坡开采)、煤柱留设(上下边界矿柱、区段或水平矿柱)情况下,地下采空区不同空间分布诱发其... 详细信息

为揭示地下采空诱发顺层岩质斜坡变形失稳的机制,采用底摩擦模型模拟试验方法,以重庆市鸡尾山地质条件为试验对象,研究不同开采顺序(顺坡开采、逆坡开采)、煤柱留设(上下边界矿柱、区段或水平矿柱)情况下,地下采空区不同空间分布诱发其上覆岩层的变形破裂响应特征。结果表明:1)地下采空区分布不同,其上覆岩层变形破裂响应特征也不同;2)软弱夹层是顺层斜坡的潜在滑动面,同一矿山地质条件、不同采空区影响下的软弱夹层可分为凹形、凸形、S形、反S形4种类型;3)地下采矿形成采空区后,岩体破坏规模及程度主要受地质环境和开采方式的控制,地下采空影响下类似含软弱夹层缓倾斜顺层斜坡的变形机制为弯曲-断裂、滑移-拉裂。

关键词：安全工程模型试验地下采空顺层斜坡采动滑坡滑面形态

8107工作面开采对煤仓坡体稳定性影响分析

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煤炭技术 2015年第6期34卷 206-208页

作者：刘明中煤科工集团唐山研究院有限公司河北唐山063000

8107工作面上方地表为黄土丘陵区,地形较为复杂,工作面南侧为矿井工业广场,8107工作面开采后将影响工广边缘的煤仓坡体的稳定。分析了影响坡体稳定的主要因素为张性地裂缝,并对坡体的移动变形进行了预计,采后坡体移动变形较大。结合西... 详细信息

8107工作面上方地表为黄土丘陵区,地形较为复杂,工作面南侧为矿井工业广场,8107工作面开采后将影响工广边缘的煤仓坡体的稳定。分析了影响坡体稳定的主要因素为张性地裂缝,并对坡体的移动变形进行了预计,采后坡体移动变形较大。结合西山矿区开采实践,采后坡体将出现裂缝、台阶,在地表水作用下可能产生滑坡灾害,影响坡体稳定和煤仓安全使用。为确保煤仓的安全正常使用,对8107工作面进行了开采优化,即采取于煤仓北部坡体的下部留设小煤柱开采的措施。

关键词：黄土层坡体稳定地裂缝采动滑坡

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山区松散堆积边坡下控制开采研究

煤矿安全 2016年第5期47卷 227-230,234页

作者：余学义陈大阳王金东西安科技大学能源学院陕西西安710054 教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室陕西西安710054

针对古叙矿区山区松散堆积边坡条件下,开采坡体滑移、滑坡灾害频发的情况,以四川泸州某矿为例,在分析地质采矿条件和滑坡产生的机制及规律的基础上,建立以不平衡推力迭代传递法为基础的坡体稳定性分析模型,通过计算得出坡体处于极限平... 详细信息

针对古叙矿区山区松散堆积边坡条件下,开采坡体滑移、滑坡灾害频发的情况,以四川泸州某矿为例,在分析地质采矿条件和滑坡产生的机制及规律的基础上,建立以不平衡推力迭代传递法为基础的坡体稳定性分析模型,通过计算得出坡体处于极限平衡状态下的抗滑段与主滑段面积之比为1/3.02。运用相似材料模拟对比研究得出:当S_A∶S_M采作用下产生滑移;当SA∶SM>1∶3.02时,斜坡松散层在开采作用处于稳定状态。结果表明,应用抗滑段与主滑段比值的方法,确定开采方案,是实现山区松散堆积边坡下开采滑坡灾害控制的有效途径之一。

关键词：边坡松散堆积层采动滑坡不平衡推力法控制开采

群采空区及其诱发高陡边坡地质灾害综合治理技术研究

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矿业研究与开发 2014年第4期34卷 92-94,98页

作者：潘懿唐绍辉黄英华长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012 金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012

在矿区采空区分布状况和岩体工程地质条件调查评价的基础上,对地下开采引起上覆岩体的应力应变关系及对坡体稳定性的影响进行了深入的研究,揭示了采动滑坡的形成条件和成灾机理。采用多种计算分析手段对以采空区充填和高陡边坡加固为核... 详细信息

在矿区采空区分布状况和岩体工程地质条件调查评价的基础上,对地下开采引起上覆岩体的应力应变关系及对坡体稳定性的影响进行了深入的研究,揭示了采动滑坡的形成条件和成灾机理。采用多种计算分析手段对以采空区充填和高陡边坡加固为核心的综合治理方案进行了优化与治理效果分析,提出了以井下充填法及地表高压注浆为主的地质灾害综合治理措施。分步实施了井下采空区充填治理和地表高陡边坡综合治理工程,消除了地质灾害进一步发展所造成的安全隐患,达到了改善矿区地质环境、保障矿山生产安全、维护人民生命财产安全的目的。

关键词：群采空区高陡边坡地质灾害高压注浆采动滑坡

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山体浅埋煤层采动坡体的稳定性分析

煤矿安全 2014年第4期45卷 195-197页

作者：张栋汪华君范育青毕节学院采矿与安全工程研究院贵州毕节551700 毕节学院资源与安全工程学院贵州毕节551700

以贵州某矿采动滑坡的地质灾害为工程背景,总结了西南地区山体浅埋煤层的特点,并根据有限元强度折减法对坡体安全性的评价原理,运用FLAC3D数值模拟软件对山体浅埋煤层坡体稳定性进行了数值模拟。研究结果表明,当采空区上方塑性区未全面... 详细信息

以贵州某矿采动滑坡的地质灾害为工程背景,总结了西南地区山体浅埋煤层的特点,并根据有限元强度折减法对坡体安全性的评价原理,运用FLAC3D数值模拟软件对山体浅埋煤层坡体稳定性进行了数值模拟。研究结果表明,当采空区上方塑性区未全面贯通,随着该矿3022工作面的逐步开采,采空区上方塑性区不断发展(尤以坡脚位置的塑性区增加显著),此时矿区坡体易发生局部的滑坡地质灾害;当采空区上方塑性区全面贯通后,结合降雨入渗和风化作用的影响,矿区坡体易发生整体的滑坡地质灾害。

关键词：山体浅埋煤层有限元强度折减法采动滑坡塑性区发展稳定性分析