陷落柱對露天礦非工作幫邊坡穩定影響及控制對策

焦步青，丁鑫品

（1.中煤平朔集團有限公司，山西 朔州 036006；2.煤炭科學研究總院，北京 100013）

煤系地層陷落柱是煤系下伏可溶巖系中的大跨度溶洞發生持續向上塌陷所形成的，主要以上小下大的倒置漏斗狀存在，一般多為巖石棱角分明，形狀不規則，排列紊亂，大小混雜，黏土充填黏結。以安家嶺露天礦北幫姚吉坪陷落柱為例，該陷落柱位于該區域邊坡上部，呈橢圓形，長304 m，寬209 m，面積51 597 m2，邊界區域巖性混雜，多為角礫巖，巖層傾角大小極不穩定。在露天開采中，由于陷落柱體內巖體破碎，充填物多為頂板巖石或煤屑、煤泥，同時陷落柱在形成過程中導致地應力重新分布，局部應力不斷集中，區域地層不均勻下沉，周邊巖土體逐漸向中心區域滑移，最終導致邊坡失穩，故其對煤礦安全生產影響較大[1-2]。所以，提出長期有效的方法和措施來降低陷落柱對邊坡穩定的影響迫在眉睫，對提升礦山經濟效益及安全性具有重大的現實意義和長遠影響[3-4]。目前，已有不少專家學者在這方面進行了研究。屈亮等[5-6]采用有限元強度折減法分析了陷落柱破碎帶影響下的邊坡穩定情況，結果表明，陷落柱中心逆斷層影響區域是剪應力變化主要集中的區域，但是滑動貫通面未形成；通過分析邊坡穩定性，穩定性系數變化規律呈現由小逐漸增大再變小趨勢；隨著開采深度的增加，邊坡應力重新調整，坡底剪應力不斷發生改變，因此出現升高現象，但整體表現為隨采深的增加邊坡安全穩定系數逐漸降低。……