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米箩煤矿110102工作面开采引发山体开裂稳定性分析

更新时间:2016-07-05

1 引言

米箩煤矿110102工作面开采后,上部山体发生多处小型崩塌、地裂缝。因山体下方民房密布,为避免发生更大型的地质灾害而危及下方人员安全,矿方立即停采并设置了监测站点(J1~J11,见图1)进行定时监测,同时进行了山体稳定性评价。

本文通过对现状地质灾害的研究,采用多种方法对未来地质灾害及隐患的发展趋势、影响范围进行了分析,提出了正确对待地质灾害隐患、客观决策的观点。

2 地质环境条件

调查区属构造侵蚀剥蚀中山地貌,总体北高南低,海拔高程+1 850~+ 1 040 m,相对高差约810.0 m。煤系地层分布地段地势稍平缓,民房众多;飞仙关地层多呈逆向陡坡。

区内出露地层包括第四系(Q)、三叠系下统飞仙关组碎屑岩组(T1f)、二叠系上统龙潭组碎屑岩组(P3l)。龙潭组含可采与局部可采煤层15层,总厚约456 m;飞仙关组总厚约338 m;第四系覆盖层厚0~10 m。

区内为单斜构造,地层倾向北东11°,倾角10°~22°,节理发育密度1~2条/m,主要有180°∠75°、50°∠10°两组。区内发育F16、F18、F19断层。地震基本烈度Ⅵ度。

区内岩、土富水性弱,大气降水通过岩、土中的风化裂隙、构造裂隙、孔隙等渗入地下,并通过层间裂隙迳流,以泉的形式向南部地势低洼处和巴郎河谷中排泄。

6.有些学者对各种视角进行归纳总结,从综合视角定义区块链。比如,王元地等学者认为区块链是一种计算机技术在价值互联网时代的创新应用模式,是数据库、密码学、网络技术等多种技术整合集成的结果。

崩落物自由落体运动结束后,与下垫面碰撞后的反弹速度:

3 米萝煤矿生产概况

米箩煤矿年设计能力120×104 t,采用走向长壁式采煤法,自然冒落法管理顶板,最先形成110102采煤工作面。工作面外段从2012年9底开始由东向西回采1#和3#煤层(合并开采,一次采全高3.5 m),2012年底结束(采空区长约288 m、宽约119 m);里段从2013年2月初开始回采到2013年3月15日(采空区长约179 m、宽约164 m),之后停产至2013年11月才恢复开采(见图1)。

根据《地质灾害控制与理论》公式1.21,计算得WY1的稳定性系数FS=1.02,WY2的稳定性系数FS=1.04,说明危岩体处于欠稳定状态。

图1 地质环境简图

4 地质灾害及隐患

4.1 崩塌(BT)

BT1长70 m、宽30 m,崩落高度44 m,2013年6月发现;BT2长50 m、宽35 m,崩落高度40 m,2014年2月发现。崩塌后沿最短路径垮向就近山沟,崩落在同一堆积带。堆积体高约30 m、长约50 m、宽约40 m,方量约2×104 m3。两处崩塌均发生在地势较陡地段,下方见小窑巷道及采空(图2、3)。

副词作为一个成员庞杂的词类,其成员分类也较为复杂,但对否定副词的定义和归类学界观点一致,否定副词就是表示否定意义的一类,在句子中修饰谓语。根据否定副词内部语义功能的不同,将其分为四类:一般性否定、己然性否定、判断性否定、祈使性否定[2]。各否定副词在两文献中所占的比例如表1所示:

图2 BT1及下方崩落堆积带

图3 BT1与BT2崩塌堆积带

图4 DL1局部

图5 DL2局部

4.2 地裂缝(DL)

DL1倾向南东、倾角70°,长139 m、最宽30 cm,南侧下错0~30 cm;DL2倾向北东、倾角70°,长218 m、最宽50 cm,南侧下错0~50 cm;DL3倾向北东、倾角75°,长38 m、最宽50 cm。地裂缝分布地段地形坡度小于35°(图4、5)。

4.3 危岩带(WY)

在门急诊处方中,存在着不合理用药现象,药师通过实时干预并及时与处方医师沟通,规范了药品的使用,提升了处方质量,降低药品的毒副反应及不良反应发生率,保证患者用药安全有效。为进一步提升处方质量,药师要加强业务学习,提高其审方的业务能力;安装嵌入式审方软件进行事前干预,减轻药师审方压力;对处方中用法用量容易出错的药物,利用HIS系统从源头上规范药品的使用;设置门诊叫号系统,高峰时段增设取药窗口,进行人员分流,使药师从容审方。

WY1临空面倾向190°,长60 m,体积约9 000 m3;WY2临空面倾向176°,长35 m,体积约3 500 m3。两处危岩体坡度极陡,节理裂隙、后部卸荷裂隙发育(图6、7)。

图6 危岩带WY1

图7 危岩带WY2

现状地质灾害均发生于110102工作面开采影响移动角范围内,根据《煤矿采空区岩土工程勘察规范》、《采空区公路设计与施工技术细则》,按停采时间确定该长壁式工作面充分采动情况下采空区上方场地稳定性等级为不稳定,矿方的监测结果也表明该地段处于地表移动活跃期,说明现状崩塌、地裂缝仍将发展。

5 崩塌体影响范围分析

BT1崩落物自由落体运动结束的瞬时速度:

依上述讨论,本文认为跟追纠缠行为应具有以下要素:1.行为具有反复性、持续性的特性;2.行为不限以实质可见或碰触的物理力量进行,更包含无形的侵扰手段;3.行为对于被害人造成生理、心理健康,社会互动及经济层面之负面影响。

术前访视以及手术全程,需加强心理护理,主动介绍手术室环境、医护人员、手术操作的基本流程以及需要注意事项,将患者送入手术室后,护理人员通过简短的语言安慰鼓励患者,缓解患者的紧张,增强成功手术治疗信心,麻醉开始后与患者交流,分散患者注意力,缓解患者焦虑。

各模块以Arduino Uno主控板为核心,Arduino采用开放源代码的软硬件平台,具有类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境.模块通过Arduino主控板编写程序,通过Arduino Xbee扩展板连接Xbee pro S1无线模块进行无线数据交互.

鉴于现状崩塌仍将发展,故需评估其影响范围。

区内在煤层出露地带分布有多个采深10~30 m的小窑,2003年已全部关闭(见图1)。

由于所以,BT1崩落物中的最大块体在自由落体运动结束、与下垫面碰撞之后,不会继续做弹跳运动,而是做滚滑运动或停止运动。按实际情况选择滚滑运动,计算其运动距离的平距:

同理计算BT2的运动平距为141.2 m。

非婚生子女的认领即“使得非婚生子女与父亲、母亲之间成立法律意义上的亲子关系之法律要件”⑥,其父、母可被称为“生父”“生母”。以是否基于当事人的意志为标准,认领可分为以下两类:(1)任意认领,即生父或生母自行承认非婚生子女系自己的子女。(2)强制认领,即法院基于当事人申请,判决生父或生母与非婚生子女之间具有亲子关系。以主体为标准,认领还可分为生父的认领、生母的认领。自“二战”结束之后至21世纪初期,德国、法国、英国、美国、日本、荷兰等主要发达国家和我国台湾地区,全面建立了非婚生子女的认领制度。

根据计算的影响范围可知,崩塌发展不会影响下方民房。

6 危岩带稳定性及影响范围分析

(1)缓蚀剂电化学实验。实验选用Parstat2273电化学工作站测试,其中工作电极为N80碳钢,辅助电极为Pt电极,参比电极为饱和甘汞电极,实验溶液为饱和CO 2的模拟地层水,在60℃下测量。EIS从10000 Hz到10 m Hz测量,动电位极化测量相对于开路电位±200 m V扫描,扫描速率为0.50 m V/s。缓蚀率(ηI)按式(1)计算。

根据岩石节理发育密度、已崩落单个块体尺寸,将崩落岩石按1 m×1 m×1 m考虑,将岩石起崩阶段均视为自由落体运动,按《地质灾害理论与控制》中计算公式计算崩落单体的最大运动距离,以圈定崩塌影响范围。

根据赤平投影分析(图8、9),WY1坡面最大坡度68°,WY2坡面最大坡度63°,邻近现状崩塌且节理、卸荷裂隙发育,坡体处于欠稳定-基本稳定状态。

图8 WY1赤平投影图

图9 WY2赤平投影图

根据《建筑边坡工程技术规范》及《工程地质手册》,对无外倾结构面的岩质边坡,岩体破裂角按δ=45°+ψ/2确定,即当山体坡面坡脚小于该值时,山体不会产生大面积崩塌或滑坡。本区内岩石以粉砂岩、粉砂质泥岩为主,根据相关资料及经验数据确定崩落破裂角为δ=45°+26°/2=58°,而实际地形坡度大于58°。

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中对采动坡体崩塌角(β)参考值的规定,中硬质砂岩崩塌角取50°~55°。

综上,结合现场情况,确定本场区岩石崩落角取值55°。危岩体WY1、WY2及其它自然坡面坡度大于55°的地段,随着破裂面不断发展贯通,在暴雨或者开采扰动等不利因素的诱发下,危岩裂隙水压增加,岩体力学参数降低,可能会演变为崩塌。但结合地形地貌、地层岩性、地质构造、裂隙发育特征等,不可能产生岩体顺层滑动、整体倾倒破坏的现象,而是以小规模单体岩块逐步崩落的形式破坏。

自然坡面小于55°的地段,煤矿采动后地面破坏形式为地裂缝,不会产生崩塌。

根据工程地质比拟法分析危岩体与周边地质灾害的相似性及差异性,结合现场对相邻同类自然坡面调查,借鉴两侧相邻崩塌的危害情况,按BT2的最远影响距离163 m确定WY1、WY2的最大影响范围,不会影响下方民房。

7 地质灾害发展趋势分析

(1) 根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》,结合观测资料、现场调查、工作面埋深分析,就本工作面而言,崩塌、地裂缝发生于活跃期,工作面外段已进入衰退期,而里段将逐步进入衰退期。随着时间推移,未来现状地质灾害将趋于稳定,进一步加剧的可能性不大。

(2) 随着未来本工作面继续开采,地面变形将自SEE-NWW方向逐渐加剧,未来在BT2以西的山头将进入沉降活跃期,WY2等地势较陡地段发生崩塌的可能性大,WY2以西地形相对较缓的坡体发生地裂缝的可能性大。

(3) BT1、BT2及WY1、WY2受两组节理控制,节理倾向与坡面倾向一致,但节理倾角较大、发育密度较大,推测未来不会发生大规模的整体山体崩塌,以单体岩块逐渐崩落的形式塌落。

观察组新生儿窘迫症状改善率为37例92.5%、对照组新生儿窘迫症状改善率为29例72.5%,观察组新生儿窘迫改善率92.5%高于对照组72.5%,P<0.05。

(4) 在本工作面单层开采的情况下,崩塌、地裂缝的影响范围不会波及民房。该地段其它煤层采动时,应考虑重复采动的影响,加强地表观测,以帮助正确判定地面变形的破坏方式、破坏程度及危害范围。

8 结论

(1) 贵州山区煤矿开采引发地面变形较严重,但一般不会形成较规则的移动盆地,山体变形以开裂、崩塌为主,评价时应选择较适合的分析方法。

(2) 由于部分开裂山体下方有民居分布,容易引发民众的恐慌心理,所以评价煤矿开采引发山体变形的趋势及危害程度时应客观、科学,既不能盲目乐观,也不能一味求安全、偏保守,以便帮助有关部门正确对待地质灾害隐患、客观决策。

参考文献

[1] 中国煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M].北京:煤炭工业出版社,2012.

[2] 郑颖人.边坡与滑坡工程治理[M].北京:人民交通出版社,2007.

[3] 陈洪凯.地质灾害理论与控制[M].北京:科学出版社,2014:15-21.

[4] 王蓉.危岩落石发育机理与工程防治原理研究[D].重庆:重庆交通学院,2003.

靳雪姣,王彤标,陈金宏
《地质灾害与环境保护》2018年第01期文献

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