煤礦采空區(qū)緩傾危巖變形機理分析——以凱里龍場煤礦為例.pdf

1、本文以緩傾高陡邊坡為背景，選擇以貴州省凱里市龍場鎮(zhèn)崩塌危巖體為例，經(jīng)多次現(xiàn)場調查，分析了崩塌區(qū)自然地理及工程地質條件、坡體結構特征、崩塌壁破壞特征、堆積體特征以及殘留危巖體特征等，在此基礎上定性分析了崩塌的變形破壞演化過程以及對殘留危巖體失穩(wěn)模式的預測，建立了龍場崩塌形成機理的概念模型。之后運用離散元軟件3DEC模擬了采煤對崩塌破壞的影響，并結合定性分析方法與UDEC軟件對殘留危巖體穩(wěn)定性做出分析和預測。主要得到了以下結論與成果：

2、>　　1.對凱里市龍場鎮(zhèn)崩塌區(qū)域進行野外調查，龍場崩塌斜坡為緩傾上軟下硬型高陡巖質邊坡，巖層產(chǎn)狀325°∠9°。邊坡上部地層為二疊系下段棲霞組及茅口組灰?guī)r，其下為梁山組薄層泥頁巖夾煤層，河床以下為堯梭組石灰?guī)r。坡內(nèi)兩組大長節(jié)理切割巖體，其中崩塌災害主要受平行于坡面的節(jié)理組控制。另外坡體內(nèi)發(fā)育溶蝕裂隙，長約120米，上通落水洞。
　　2.通過對崩塌影響因素分析，結合坡體壁面特征，堆積體位置以及殘留危巖體特征，為龍場崩塌形成機理做出定

3、性分析，并且我們將龍場鎮(zhèn)崩塌從陡坡形成到殘留危巖體再次發(fā)生破壞劃分為六個階段，分別為：①陡崖形成階段；②裂隙發(fā)育階段；③高陡斜坡危巖體形成階段；④危巖體破壞階段；⑤崩塌完成階段；⑥危巖體再次破壞階段。并根據(jù)殘留危巖體的結構特征，變形特征，失穩(wěn)方式的不同，將危巖體的破壞模式分為傾倒式和滑塌式。
　　3.根據(jù)定性分析總結出兩次巖體崩塌的誘因為地下煤礦開采，在此機制定性分析的基礎上，概化地質模型，進行離散元三維數(shù)值仿真模擬計算反演崩塌累

4、進形成的過程。得到煤層采空漸進性導致關鍵層頂板垮落或者彎沉變形，上覆巖層無法形成受力平衡拱，上部巖層逐漸受到拉張破壞和剪切破壞，形成牽引作用改變崩塌體應力分布，導致其失穩(wěn)。由于崩塌體自身巖橋的存在，斷而相連，失穩(wěn)過程分為兩次。整個崩塌形成過程可初步總結為四個階段，即初始、發(fā)展、貫通和崩落階段，各階段有典型的應力、變形和位移變化表征。
　　4.建立UDEC離散元數(shù)值模擬模型，模擬殘留危巖體在天然狀態(tài)和降雨狀態(tài)下的變形破壞情況。從數(shù)值