观文煤矿采动边坡稳定性及滑坡防治对策研究

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山区地下煤层开采将引起边坡产生移动变形和应力重分布,导致边坡局部失稳破坏,在一定条件下还可能诱发滑坡等地质灾害,严重威胁着矿区人居环境安全。观文煤矿地表为典型的川南中山地貌,由于前期在反倾高陡山坡下对倾角为29°的C11煤层和C19煤层进行不合理的开采活动,现已诱发了较严重的采动滑坡现象,致使坡脚大量村庄建(构)筑物损坏或被迫搬迁。  为了防范观文煤矿一采区东翼倾斜多煤层开采诱发滑坡灾害,针对该区域特殊的地质、地形和采矿条件,应用力学分析结合数值模拟方法计算分析了地下开采对边坡稳定性的影响及开采扰动作用机制,并提出了采动崩滑灾害的防治对策和监测预警要点。主要研究结论如下:  建立了山区地表倾斜煤层开采覆岩断裂破坏的固支梁力学模型,计算得到11902和11102工作面开采后的覆岩最大断裂高度分别为77.57m和100.34m;首次构建了采动深层滑坡的初步判别模型,根据该模型判定11902工作面开采后将导致坡体下部发生采动深层牵引式滑坡,进一步开采11102工作面后,将引起坡体中下部发生采动深层整体式滑坡,并结合FLAC3D数值模拟进行了验证和补充;根据数值模拟结果,分析得出了采动浅层推移式滑坡、采动深层牵引式滑坡和采动深层整体式滑坡的演化模式,并应用尖点突变理论分析了开采扰动作用机制;提出了留设边界煤柱、调整区段回采顺序及矸石自溜充填开采等减灾开采方法,并应用数值模拟验证了减灾效果,同时提出了采动滑坡灾害的地表防治措施和监测预警要点。研究成果对类似条件下的山区地表采动边坡稳定性问题及防灾减灾相关理论的深入发展具有一定的借鉴意义和较高的学术价值。
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