典型斷層影響下石膏礦采區(qū)失穩(wěn)機理研究.pdf

1、石膏作為重要的非金屬礦產(chǎn)資源，在經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮重要作用。隨著石膏礦地下開采范圍的持續(xù)擴大，采場附近不良地質(zhì)構(gòu)造被激活，對采區(qū)穩(wěn)定性產(chǎn)生重大威脅，在極端情況下，可能導致采空區(qū)失穩(wěn)，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。斷層作為不良地質(zhì)構(gòu)造的典型代表，對于其影響下石膏礦采區(qū)失穩(wěn)機理研究依舊不足，因此開展對斷層影響下石膏礦采區(qū)失穩(wěn)規(guī)律的研究有積極意義。
　　依托湖北省自然科學基金（2011CDB433）《采空區(qū)危害型石膏礦礦山采動損害機理及控制研

2、究》項目，采取理論分析、數(shù)值模擬、室內(nèi)實驗及案例調(diào)研相結(jié)合的方法，構(gòu)建黏滑-Kelvin脆性體模型，探究石膏礦斷層破壞模式和采區(qū)失穩(wěn)模式，對斷層影響下石膏礦采區(qū)失穩(wěn)機理以及地表沉陷模式進行分析研究。論文主要研究成果包含以下幾個方面：
　?。?）基于關(guān)鍵層和薄板理論，構(gòu)建斷層影響下石膏礦開采引起地表沉陷盆地模型，得到地表沉陷最大下沉量、垂直方向上的形態(tài)參數(shù)、斷層影響下地表沉陷中心點偏移量的計算公式。
　　（2）通過數(shù)值模擬不同

3、工作面推進距離石膏采區(qū)，得到石膏采區(qū)位移、塑性區(qū)擴展及地表沉陷規(guī)律，對上述規(guī)律進行分析研究，初步得到斷層影響下石膏礦采區(qū)失穩(wěn)機理，即遠離斷層的頂板端部首先產(chǎn)生拉伸破壞，而后傳遞至礦房中部，引起頂板冒落，最終傳導至地表，采區(qū)上方地表出現(xiàn)沉陷。同時也對不同斷層傾角的石膏采區(qū)進行模擬研究，得到采區(qū)附近應(yīng)力場、位移場變化特征。
　?。?）采用理論計算與 FLAC3D數(shù)值模擬相結(jié)合方法對橫店石膏礦地下采區(qū)失穩(wěn)塌陷事故進行數(shù)值分析。通過頂板應(yīng)