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采空塌陷的影响因素分析 |
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| 采空塌陷是由于地下矿层被采空，上覆岩层应力平衡状态被打破，当应力集中超过岩石支撑力时，应力获得释放，并逐步发展到地表。根据其形成和发生的过程，评价采空区的稳定性应从以下几个方面进行： 一、采空区暴露面积 随采空区暴露面积的增大，在上覆岩层的荷载下，挠度开始增加，产生拉应力集中。当加载的拉应力超过岩石自身强度后，顶板发生断裂垮塌，发展至地表，造成塌陷。 二、矿柱留设尺寸 合理的矿柱布置可以起到对顶板有效的支撑作用，当矿柱留设尺寸过低，不能承载大面积暴露的顶板荷载时，矿柱内岩石发生屈服进而失效，使得顶板挠度增大，将荷载向外转移，当整体支撑系统无法支撑顶板荷载时，顶板发生垮落，引起地表沉陷。矿柱的稳定性还受宽高比、时间效应（流变）以及应力状态等因素的影响。 三、开采深度 矿井开采深度不同，所受地应力环境不同，地层岩性也不相同。顶板覆岩的厚度是否满足岩石变形带高度的要求，是判断采空区是否稳定、局部塌落是否波及地表的重要依据。 四、围岩岩性 顶板、矿柱或围岩发生破坏的根本原因是应力集中超出了岩石自身的承载能力范围，承载能力大的岩石可以积聚更大的弹性能，暴露更大面积的采空顶板。测区内第四系黄土层非常厚，几乎不能承受拉应力，遇水易湿陷崩解，是影响采空区稳定的不利因素。 五、地质构造因素 褶皱、断层、构造、节理对采空区稳定性影响较大，邻近断层、被构造切割或在破碎围岩中的采空区，处于不利条件，稳定性差，易坍塌，引发地表塌陷。 六、爆破震动 井下大规模爆破产生的强烈地震波，使得采空区围岩内裂缝损伤迅速扩展，受力在临界状态的岩石承载能力降低而陷人屈服破坏，进而导致采场塌陷。 七、大气降水和地下水 地下水位变化，引发岩石容重变化和土层有效应力变化，同时水的渗流力能够夹带走断层内充填物，导致地质环境变化，进而引发采空塌陷。 |
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