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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
地表动态沉陷对废弃露天矿坑建设抽水蓄能电站的影响评价
  • 46
  • 作者

    李杨雷兴海王楠任玉琦金向阳夏雪李铁峥石孝明王玉亮

  • 单位

    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院中国矿业大学(北京)内蒙古研究院山西大同大学煤炭工程学院中煤科工集团国际工程有限公司

  • 摘要
    地表动态沉陷是废弃矿山建设抽水蓄能电站亟待解决的关键科学问题之一。为探究地表动态沉陷对废弃露天矿坑抽水蓄能电站建设和运行期间稳定性的影响,以废弃海州露天矿为研究背景,揭示了露井联合开采地表沉陷机理和特征,建立了基于Knothe时间函数的地表动态沉陷预测模型;对海州露天矿区岩土体蠕变参数进行反演和敏感性分析,研究了露井联合开采不同时期地表沉陷规律;分析了2020年至2120年抽水蓄能电站所在剖面沉陷灾害分布,最后对抽水蓄能电站建设和运营期间的稳定性进行了评价。研究结果表明:地表沉陷受煤层倾角、煤层埋深、开采厚度、边坡角度和采空区空间分布等因素影响,最大下沉值、影响范围和持续时间均大于单一的井工开采方式;综合考虑井工和露天开采相互影响的修正Knothe时间函数模型能更准确地预测地表动态沉陷;基于CVISC蠕变模型建立的露井联合开采三维数值计算模型,具有较好的适用性和准确性;上水库和抽水管路距影响区域的最小距离分别为254.9 m和15.1 m,半地面厂房位于采空区的影响范围内;注浆充填治理采空区能有效控制地表动态沉陷(平均减小85%下沉值),废弃海州露天矿坑建设抽水蓄能电站具有可行性。研究成果对于废弃露天矿区的地表动态沉陷可持续预测、地质灾害防治和剩余资源开发具有重要意义。
  • 关键词

    露井联合开采废弃露天矿坑抽水蓄能电站地表动态沉陷稳定性评价

  • 文章目录
    0 引 言
    1 工程背景
    2 露井联合开采地表沉陷特征与预测模型
    2.1 露井联合开采影响地表沉陷机理
    2.2 地表动态沉陷预测模型
    2.3 动态预测模型验证
    3 露井联合开采垂直位移演化规律
    3.1 岩土体蠕变特征与模型
    3.2 岩石蠕变参数确定
    3.3 数值模型建立
    3.4 2010至2110年垂直位移结果分析
    4 采空区影响范围与治理措施
    4.1 采空区影响范围预测
    4.2 采空区治理措施
    5 讨论
    6 结论
相关问题

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