Tecnología de prevención y control de desastres de colapso y deslizamiento inducidos por la minería de carbón
1. Introducción
El área montañosa en el suroeste de China tiene una estructura geológica intensa y una gran brecha topográfica, y es una región propensa a desastres geológicos como deslizamientos de tierra, colapso y flujo de escombros en China. La mina de carbón de Fa'er, ubicada en el oeste de la meseta de Guizhou, es una importante mina de producción del grupo Yankuang Guizhou Nenghua Co., Ltd. En 2007, los trabajos mineros comenzaron en el Distrito 3 de Wellblock 1 en la mina de carbón Fa'er. En el proceso de minería, la masa de roca suprayacente se deformó discontinuamente, lo que resultó en una gran cantidad de grietas mineras y desastres geológicos como el agrietamiento y el colapso, lo que amenazó la producción y la vida de los aldeanos alrededor del área minera. Se planea desarrollar recursos de carbón en el Distrito 5 de Wellblock 1 como el reemplazo de la tercera área minera. El terreno del Distrito 5 es empinado, y la caída de la superficie es de más de 800 m. La parte superior del cuerpo de la pendiente es la enorme piedra caliza gruesa de la formación de Yongningzhen (T 1yn) del Triásico inferior, y la parte inferior es la piedra de barro de arena de la formación de Feixianguan (T 1F), que es una estructura geológica con poca estabilidad de 'más dura en la parte superior y más softada en la parte inferior'. Debido a los trabajos de detención de los recursos subterráneos de carbón, el intenso ajuste en el campo de estrés de la pendiente inducirá la deformación y el movimiento de la superficie a gran escala. Una vez que la pendiente se vuelve inestable, bloqueará y amenazará al afluente del río Beipanjiang para formar un lago represado, y al mismo tiempo formará un desastre de deslizamientos remotos de alto nivel, amenazando seriamente las centrales eléctricas, pueblos y pueblos, escuelas y carreteras.
Figura 1 Daño a la montaña después de los trabajos mineros en el Distrito 3 | Figura 2 Montañas High and Subp en el Distrito 5 |
2. Solución
La investigación de desastres geológicos existentes, el mapeo geológico de ingeniería y las estadísticas de grietas conjuntas se llevaron a cabo en el Distrito 5 para descubrir las características estructurales de la masa de roca; Utilizando el análisis de analogía geológica de ingeniería y métodos de simulación numérica, se estudió el modo de deformación e falla y el rango de influencia del desastre de colapso en la ladera alta y empinada, y se evaluó la estabilidad y la daños del colapso inducido por la minería optimizando los parámetros técnicos mineros clave como el rango minero, como la secuencia de minería y el ajuste de la cara de trabajo en el distrito 5 para realizar la acordada de la costura de carbón en la costura de carbón en el distrito 5.
Figura 3 Soluciones
3. Situación de construcción
Se establecieron los modelos de cálculo numérico de 10 secciones típicas, se llevaron a cabo 100 grupos de pruebas de simulación interior y se obtuvieron los parámetros de deformación del movimiento de la superficie, como el valor de la subsidencia de la superficie, el valor de deformación horizontal y el valor de movimiento horizontal bajo diferentes esquemas mineros. Se establecieron dos modelos de cálculo de estabilidad de la pendiente minera, y se realizó el análisis de estabilidad de las montañas altas y empinadas en condiciones mineras.
Figura 4 Diagrama del desplazamiento horizontal antes de la minería coordinada | Figura 5 Diagrama de desplazamiento longitudinal antes de la minería coordinada |
4. Logros logrados
Al optimizar los parámetros mineros clave, como la secuencia de minería, el diseño de la cara de trabajo y el intervalo de tiempo de minería, el rango plano, la profundidad y la escala de colapso de montañas altas y empinadas se hicieron más pequeñas, y toda la instabilidad de colapso de la montaña cambió a colapso y deslizamiento locales y bajos. Se ha realizado minería segura y eficiente de los recursos de carbón en el Distrito 5.
Figura 6 Diagrama del desplazamiento horizontal después de la minería coordinada | Figura 7 Diagrama de desplazamiento longitudinal después de la minería coordinada |
Tabla 1 Comparación del movimiento de la superficie y deformación de la pendiente antes de la optimización
Valor máximo de subsidencia (mm) | Valor máximo de deformación horizontal (mm | Valor de inclinación máximo (mm/m) | |||||||
Antes de la optimización | Después de la optimización | Tasa de disminución | Antes de la optimización | Después de la optimización | Tasa de disminución | Antes de la optimización | Después de la optimización | Tasa de disminución | |
Al finalizar la minería en la mina de carbón 1 | 1.1 | 1.1 | 0 | -8 | -8 | 0 | -3/4 | -3/4 | 0 |
Al finalizar la minería en la mina de carbón 3 | 2.5 | 1.4 | 44% | -11.5 | -4 | 65% | -8/9 | -3/2 | 62% |
Al finalizar la minería en la mina de carbón 5-2 | 3.9 | 1.5 | 62% | -15.0 | -3 | 80% | -15/18 | -5/3 | 67% |
Al finalizar la minería en la mina de carbón 5-3 | 5.2 | 1.1 | 78% | -23.5 | -2.5 | 88% | -21/28 | -3/2 | 86% |
Al finalizar la minería en la mina de carbón 7 | 7.1 | 2.0 | 72% | -27 | -4 | 85% | -24/42 | -7/4 | 71% |
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