一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法，包括地下开采均匀扩展采空区面积，达到临界大冒落跨度后，采空区自然冒透地表，并经侧向崩落，在地表形成塌陷坑，其特征在于，塌陷坑中心的期望位置为采空区冒落等价圆中心点在地表的投影位置，且塌陷坑的长、短半轴满足下式：

【技术实现步骤摘要】
一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法
本专利技术涉及金属矿床地下采矿
，具体涉及一种彩色刚性聚合物防水砂浆。
技术介绍
采空区冒落引起的地表陷落危害，是矿山最重大灾害之一，通常从设计开采矿体的边界，按错动角上推到地表圈出塌陷区，在由此划出的塌陷区边界用封闭网或隔离墙与外界隔离，以严防发生陷落危害。这种方法圈定的塌陷区比实际发生陷落危害的区域大很多，其塌陷土地的范围往往比实际突然塌陷范围大十余倍甚至几十倍，因此在实施中经常出现两方面问题：其一、造成土地资源的严重浪费。其二、使矿山征地过多经济上难以承受，经常圈定迟延，造成地表突发性陷落事故。因此，为安全、经济、合理地防治地表陷落危害，需要提供一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法。申请者近年研究发现：矿山陷落灾害的主要表现形式，是采空区冒落引起地表的初始塌陷，迄今为止对初始塌陷位置尚无可靠确定方法。导致陷落危害防控不当使之经常发生；初始陷落是采空区剩余空间的突然上移，陷落的位置与规模主要受地下采空区控制。在重力场作用下，采空区冒透地表时对应的冒落等价圆中心的投影位置，可作为地表塌陷坑中心的期望位置；塌陷坑的水平投影形状，可用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法，包括地下开采均匀扩展采空区面积，达到临界大冒落跨度后，经过通达地表的大冒落与侧向崩落，在地表形成初始塌陷坑，其特征在于，塌陷坑中心的期望位置为采空区冒落等价圆中心点在地表的投影位置，且塌陷坑的长、短半轴满足下式：

【技术特征摘要】
1.一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法，包括地下开采均匀扩展采空区面积，达到临界大冒落跨度后，经过通达地表的大冒落与侧向崩落，在地表形成初始塌陷坑，其特征在于，塌陷坑中心的期望位置为采空区冒落等价圆中心点在地表的投影位置，且塌陷坑的长、短半轴满足下式：式中am，bm分别为地表塌陷坑长半轴与短半轴，m；ε为塌陷坑短半轴与长半轴的比值，可按采空区冒落等价圆的短半轴与长半轴的比值估算，一般ε＝0.6～1.0；α为塌陷坑边壁等价坡面角，与地表岩层稳定性有关，一般塌陷坑上部为实体边壁，下部为散体边壁，α＝46°～60°；Vc为采空区可被冒落散体充填的体积，m3，根据采空区冒落等价圆、散体流动坡面角和采空区形状三者综合确定；η为冒落与侧向崩落岩体的平均碎胀系数，金属矿山一般η＝1.12～1.25；Vm+b为采空区冒落与侧向崩落岩体的体积，m3。2.根据权利要求1所述的一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法，其特征在于，采空区有效冒落面积可简化为等价椭圆，简称冒落等价圆，当冒落等价圆短轴达到临界大冒落跨度时，其中心点投影到地表的位置，可作为地表塌陷坑中心的期望位置；其短半轴与长半轴的比值ε＝0.6～1.0；而地表塌陷坑的水平投影形状，也可用椭圆近似表示，该椭圆形状与采空区冒落等价圆形状基本相似；采空区冒透地表后的侧向崩落角一般内倾75°～85°。3.根据权利要求1或2所述的一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法，其特征在于，临界大冒落跨度需按下式计算：式中Lj为采空区临界大冒落跨度，m；H为采空区底板埋深，m；hf为地表弱化岩层厚度，等于地表第四纪岩层与风化层厚度之和，m；Tc为采空区上覆原生岩体的抗压强度，t/m2；γ为采空区上覆岩体平均容重，t/m3；d为采空区承压拱顶部围岩承受水平压力的等价厚度，m，一般d＝1.0～2.0m。4.根据权利要求3所述的一种采空区冒落引起地表塌陷位置的确定方法，其特征在于，式(1)分子项vc-(η-1)vm+b＝Δv≥0；ΔV值的大小决定地表塌陷坑能否形成及形成塌陷坑的大小与形状，当ΔV<0时，采空区冒落不能引起地表塌陷；当Δv≈0时，采空区冒落在地表形成深度很浅的断裂凹坑；当ΔV&gt...

【专利技术属性】
技术研发人员：任凤玉，李海英，赵云峰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21