矿山测量专业毕业论文(9)
在开采影响范围内遇有断层存在时，首先应确实查明断层的位置、产状及断层的摆 动情况，正确推断出其在地面的露头位置，分析断层露头位置附近的地面设施情况及其 承受移动变形的能力，再以科学、合理的参数，留设断层及保护对象的保护煤柱。实际操 作时，应选用具体地质采矿技术条件下开采引起的地表移动变形边界角条件允许时，也 可选用边界角与移动角的平均值作为留设保护煤柱的主要参数 。
§4.5 有限元数值分析
有限元数值计算模型与实验模型相同，计算程序采用地下工程二维弹塑性有限元分析程序，该程序既能有效地模拟地下开采效应，又适用于边坡工程，已在采矿和岩石力学 领域内广泛应用。以韩城象山煤矿为例，对其分析如下：
1.应力分析 采动前斜坡的应力状态主要取决于地表形态，软弱央层对应力分布没有明显影响，斜坡的最大主应力。最小主应力几及最大剪切应力瑞等值线大致与地形相同，总的应力状态 与稳定的自然斜坡相一致。地下开采后，斜坡主应力状态发生改变，当采空区位于斜坡后 缘地表为平地时，采空区上方垂直应力减小，水平应力增大，而煤柱上方垂直应力增大，水 平应力减小，使应力等值线呈现‘波浪'形状，但是，断层附近岩体的应力分布为非连续性，产 生应力下降槽乃致拉应力区。当采动范围达到软弱夹层及斜坡时，引起应力重新分布，随 着工作面的推进最大主应力。在夹层之间产生应力集中，在煤柱上方和靠近斜坡后缘更 甚，最小主应力。沿夹层产生局部拉应力区最大剪应力在夹层之间产生应力集中，而夹层 本身编较周围岩体小这表明该处的剪应力被部分转化为位移或变形。电厂区表土层口应 力变化非常复杂，拉压应力交替出现，这表明该处可能成为斜坡滑移的剪切出口。
2.塑性分析 采动前的斜坡仅在断层及斜坡坡角处产生小范围的塑性屈服区，地下开采后，断层带及斜坡后缘岩体的塑性区迅速扩大，随着采空区向斜坡前缘发展，塑性带基本上分布于 整个软弱夹层和后缘岩体中。
3.位移分析 当采空区位于斜坡后缘地表为平地时，移动变形符合岩层移动的一般规律，当采动区达到斜坡及软弱夹层范围后软弱夹层上下岩体产生相对移动电厂区地表产生位移和抬 升，其规律性与象山滑坡实际情况及模型实验结果基本一致。
4.滑坡机制分析 综合分析表明，象山采动滑坡发生的机制为斜坡在开采影响下，后缘岩体首先引起应力变化。产生塑性屈服乃致拉裂随着采空区向前发展塑性区沿软弱夹层不断向下坡方 向沿伸，在斜坡岩体产生开采移动变形的同时，后缘岩体在重力作用下开始沿着己屈服的 软弱夹层剪切蠕动并推动前缘坡体产生顺层剪切滑移，电厂区的移动即是斜坡体沿软弱 夹层向下坡方向蠕动并挤压推动表土岩体所致。斜坡失稳的模式可归结为"地下采空一 后缘坡坏一剪切蠕动"的推动式顺层滑坡破坏模式。
