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2021年第12期
2022-01-04
33

废弃露天采坑回填对井工巷道稳定性的影响分析

  • 作者:

    李凤明
    蓝航
    韩科明
    韩震
  • 关键词:

    露天采坑
    回填
    巷道稳定性
    附加应力
    施工扰动应力
  • 作者单位:

    煤炭科学研究总院土地整治与生态修复研究院
    中煤科工生态环境科技有限公司

摘要

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摘要:

为保证高寒高海拔地区露井联合矿区废弃露天采坑回填时和回填后其下方浅埋井工巷道的稳定性,分析了影响巷道稳定性的主要因素,包括:回填体载荷、施工车辆载荷及其动载、采坑积水后水体载荷及地面井下间的水力联系,通过分析采坑纵、横剖面井工巷道和采坑底部的垂直距离,确定了一区段回风斜巷为重点评价对象,圈定了评价范围。分析认为冷季时,冻土层的存在起到了隔水作用;暖季时,虽然存在季节性冻融影响,但地面井下之间的水力联系本身较弱,也不会因为采坑回填而加强。采用弹性力学理论计算了回填体载荷、施工车辆载荷及其动载和采坑蓄水后水体载荷产生的最大附加应力随深度变化值,采用极限平衡理论计算了巷道极限承载的覆岩高度,以最大附加应力达到该点自重应力10%时的深度为附加应力影响深度,通过比较最大附加应力影响深度与巷道极限承载覆岩高度之和与实际覆岩厚度的大小,得出在只考虑回填体载荷和车辆施工载荷条件下,一区段回风斜巷虽能保持整体稳定,但局部安全覆岩厚度不足1 m;考虑采坑积水水体载荷后,一区段回风斜巷起坡点以上60 m范围内巷道将整体处于不稳定状态。根据分析结果,提出了地面减小施工载荷扰动的工艺措施和井下注浆锚索加强支护和监测相结合的巷道保护方法。

  • 巷道加强支护段范围
  • 地面回填分区及回填方向
  • 采坑回填前后巷道覆岩破坏状况
  • 采坑回填前后数值计算模型
  • Ⅱ—Ⅱ采坑回填后剖面图
  • Ⅰ—Ⅰ采坑回填后剖面图
  • 巷道覆岩极限平衡示意
  • 附加应力影响深度及巷道极限承载高度示意
  • 车辆载荷集中分布示意
  • 矩形面积示意
  • 矩形面积均布载荷作用下的附加应力
  • 集中力作用模型
  • 井下巷道与采坑回填位置关系剖面图
  • 井下巷道与采坑回填位置关系平面图
李凤明,蓝航,韩科明,等.废弃露天采坑回填对井工巷道稳定性的影响分析[J].煤炭科学技术,2021,49(12):11-19. LI Fengming,LAN Hang,HAN Keming,et al.Analysis on the influence of backfilling of abandoned open-pit on underground roadways stability[J].Coal Science and Technology,2021,49(12):11-19.

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