地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響

摘要：在地質(zhì)開采沉陷的概率積分法預(yù)計(jì)過(guò)程中，拐點(diǎn)偏距是重要參數(shù)，它決定了沉陷盆地的形狀和范圍。在應(yīng)用過(guò)程中，要充分考慮到地質(zhì)采礦因素對(duì)于拐點(diǎn)偏距所產(chǎn)生的影響，在測(cè)量過(guò)程中，能夠正確認(rèn)識(shí)這個(gè)重要的影響因素，尋找對(duì)其產(chǎn)生影響的機(jī)理和規(guī)律，通過(guò)探討地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響，提高地質(zhì)采礦工作開展的高度和精度。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)采礦因素；拐點(diǎn)偏距；沉陷盆地；概率積分法；參數(shù)值 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD325 文章編號(hào)：1009-2374（2015）18-0163-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.082

拐點(diǎn)偏距是地質(zhì)開采過(guò)程中一個(gè)非常重要的基本參數(shù)，它的大小對(duì)開采沉陷盆地范圍以及形狀等各個(gè)方面都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了有效地保證概率積分預(yù)計(jì)工作開展的精度和高度，必須要對(duì)提高拐點(diǎn)偏距參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性，只有達(dá)到這個(gè)要求和目標(biāo)，才能夠全面地分析地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響，才能夠更好地對(duì)其影響作用方式和規(guī)律加以總結(jié)。

1 地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距影響的重要性

在地質(zhì)開采過(guò)程中，我們需要利用開采沉陷概率積分方式進(jìn)行預(yù)計(jì)操作，在實(shí)際開采沉陷概率積分預(yù)計(jì)工作的過(guò)程中，需要進(jìn)一步對(duì)拐點(diǎn)偏距相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)管理和分析，這樣能夠提高拐點(diǎn)偏距測(cè)量的準(zhǔn)確性，可以有效地提升沉陷盆地范圍的預(yù)計(jì)工作準(zhǔn)確性。在開采過(guò)程中，要想提高預(yù)計(jì)計(jì)算的精度和高度，就必須要保證拐點(diǎn)偏距參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性，在實(shí)際地質(zhì)工作開采過(guò)程中，能夠?qū)ζ涔拯c(diǎn)偏距因素進(jìn)行有效分析，包括覆蓋巖石特性、開采厚度、開采深度等各個(gè)方面加強(qiáng)管理和操作，才能夠更好地保證拐點(diǎn)偏距參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性，才可以保證地質(zhì)開采工作的高效率進(jìn)行。

2 地質(zhì)開采因素對(duì)于拐點(diǎn)偏距的影響規(guī)律

在地質(zhì)開采因素分析的過(guò)程中，我們需要對(duì)其產(chǎn)生的影響規(guī)律進(jìn)行科學(xué)分析和探討，這樣才能夠準(zhǔn)確地把握不同因素對(duì)拐點(diǎn)偏距產(chǎn)生的影響，做好相應(yīng)的控制管理措施，更好地促進(jìn)我國(guó)地質(zhì)開采因素的有效開展。

2.1 覆巖巖性

在地質(zhì)采礦因素分析過(guò)程中，一個(gè)非常重要的影響因素就是覆巖巖性，在我國(guó)具體的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中，圍巖主要可以分為堅(jiān)硬、中硬、軟弱三種類型，其中堅(jiān)硬類圍巖炎性特征就是大部分的圍巖巖石都是由中生帶地層硬砂巖、石灰?guī)r等巖石類型組成，其對(duì)應(yīng)的硬度系數(shù)超過(guò)了6。而中硬類圍巖炎性特征就是大部分的圍巖巖石都是由中生帶地層中硬砂巖、石灰?guī)r等巖石類型組成，其對(duì)應(yīng)的硬度系數(shù)大于3、小于6。軟弱類圍巖炎性特征就是大部分的圍巖巖石都是由新生帶地層砂質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r等巖石類型組成，其對(duì)應(yīng)的硬度系數(shù)低于3。通常情況下我們會(huì)選取中硬巖石和堅(jiān)硬巖石的厚度總和占據(jù)室覆巖層總厚度的比例作為橫軸指標(biāo)大小，而以拐點(diǎn)偏距和地質(zhì)開采深度比例作為縱軸指標(biāo)大小，如圖1所示：

在對(duì)圖1觀察后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著巖石層厚度的增加，橫軸指標(biāo)的值越來(lái)越大，但是當(dāng)其巖石層厚度增加到一定程度后，又出現(xiàn)了下降情況，在前面增長(zhǎng)趨勢(shì)的分析過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)硬巖層對(duì)于拐點(diǎn)偏距的影響是非常大的，而隨著后面橫軸指標(biāo)大小的不斷變大來(lái)看，橫軸指標(biāo)出現(xiàn)了明顯下降趨勢(shì)。

2.2 采深

在分析地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)硬巖的影響力是非常大的，在實(shí)際利用過(guò)程中，我們可以通過(guò)研究地質(zhì)開采深度來(lái)探討硬巖對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響情況和影響大小，在按照上述圍巖分類情況我們對(duì)其巖石硬度系數(shù)有了一個(gè)相對(duì)全面的認(rèn)識(shí)，可以將其按照數(shù)值大小進(jìn)行劃分，其中硬度系數(shù)低于3的圍巖類型，我們通常將其歸為軟巖，大于3的圍巖類型，我們將其歸為硬巖。在實(shí)際研究過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)軟巖的拐點(diǎn)偏距變化較小，但是硬巖的拐點(diǎn)偏距變化情況非常顯著，尤其是隨著其地質(zhì)采礦深度的不斷加深，拐點(diǎn)偏距取值越來(lái)越大。

2.3 采動(dòng)程度

在地質(zhì)開采過(guò)程中，還有一個(gè)非常重要的影響因素就是地質(zhì)采動(dòng)程度大小，在開采過(guò)程中，可能會(huì)對(duì)地表移動(dòng)變形產(chǎn)生影響，采動(dòng)程度的測(cè)定就是對(duì)地表移動(dòng)變形程度的監(jiān)測(cè)，其主要的影響就是工作面的地質(zhì)開采寬度，隨著地質(zhì)面開采寬度的增加，則地質(zhì)采動(dòng)程度值越大，成正比例關(guān)系。因此在研究地質(zhì)采動(dòng)程度系數(shù)的過(guò)程中，當(dāng)我們?nèi)〔蓜?dòng)系數(shù)不超過(guò)1時(shí)，采動(dòng)程度加大，拐點(diǎn)偏距大小也明顯下降，這也說(shuō)明了圍巖炎性對(duì)拐點(diǎn)偏距有著非常重要的影響。

3 地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響機(jī)理

在地質(zhì)采礦因素對(duì)拐點(diǎn)偏距的影響機(jī)理分析過(guò)程中，我們主要從以下四方面加以分析探討：

3.1 回采工作面上覆蓋圍巖巖體結(jié)構(gòu)

礦山開采過(guò)程中，我們對(duì)礦山開采過(guò)程實(shí)施了壓力研究測(cè)試，地質(zhì)采礦回采工作面上覆蓋圍巖會(huì)形成一個(gè)非常大結(jié)構(gòu)的巖石類型，這種結(jié)構(gòu)主要是由堅(jiān)硬的圍巖層結(jié)構(gòu)組成，在開采過(guò)程中，其回采工作面的橋梁結(jié)構(gòu)巖層在開采過(guò)程中都是按照層狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分布的，并且隨著整體礦山開采結(jié)構(gòu)的移動(dòng)會(huì)發(fā)生一定的變形，這種移動(dòng)變形情況下，就會(huì)對(duì)地質(zhì)礦上的覆巖圍巖移動(dòng)、變形等產(chǎn)生一定的影響，形成一定的規(guī)律性特征。

3.2 覆巖巖性對(duì)拐點(diǎn)偏距的作用機(jī)理

在采空區(qū)邊界位置移動(dòng)過(guò)程中，由于一些堆砌體大梁結(jié)構(gòu)的存在，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)巖性產(chǎn)生了非常大的影響，在上面覆蓋的巖體結(jié)構(gòu)保護(hù)作用下，發(fā)生塌落的可能性明顯下降，因此在考慮地質(zhì)概率積分方式計(jì)算過(guò)程中不需要將此類情況加以考慮。在地質(zhì)上層覆蓋硬度較高的巖石層時(shí)，會(huì)形成很大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，較大結(jié)構(gòu)的保護(hù)巖層范圍明顯拓展，其拐點(diǎn)偏距大小也發(fā)生了明顯變化，其整個(gè)巖石層結(jié)構(gòu)承受的范圍是比較廣泛的，同時(shí)當(dāng)拐點(diǎn)偏距取值較大時(shí)，需要承受的來(lái)自上層圍巖巖石結(jié)構(gòu)的負(fù)載值也越大，一旦超過(guò)其能夠承受的負(fù)載值后，就會(huì)使得整個(gè)結(jié)構(gòu)變得失衡不穩(wěn)定，形成冒頂事故，因此在拐點(diǎn)偏距預(yù)計(jì)過(guò)程中需要正確地識(shí)別突然下降的情況，從而給予正確認(rèn)識(shí)和分析過(guò)程。

3.3 采礦采深對(duì)拐點(diǎn)偏距的作用機(jī)理

在對(duì)拐點(diǎn)偏距大小進(jìn)行分析研究過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)采礦的采集深度和拐點(diǎn)偏距大小之間不存在線性關(guān)系，但是由于受到砌體結(jié)構(gòu)的影響，再加上本身砌體結(jié)構(gòu)就存在一定的剛度，因此其剛度可以有效地緩解部分因?yàn)椴傻V移動(dòng)而發(fā)生的變形問(wèn)題。在砌體梁結(jié)構(gòu)巖體分析過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)巖體結(jié)構(gòu)越大，其結(jié)構(gòu)的剛度就會(huì)越大，因此造成的拐點(diǎn)偏距也越來(lái)越大，在作用過(guò)程中需要向上覆蓋一層巖層，將其作為軟巖層結(jié)構(gòu)，之后按照結(jié)構(gòu)移動(dòng)情況加以移動(dòng)評(píng)價(jià)，降低對(duì)拐點(diǎn)偏距的影

響力。

3.4 采礦采動(dòng)程度對(duì)拐點(diǎn)偏距的作用機(jī)理

地質(zhì)采礦過(guò)程中，采動(dòng)程度越小，對(duì)上層覆蓋巖層結(jié)構(gòu)的影響力越小，破壞也越小，其拐點(diǎn)偏距越大，因此隨著采礦采動(dòng)程度的增加，就會(huì)加大對(duì)上層覆蓋巖層結(jié)構(gòu)的影響力，破壞增大，使得拐點(diǎn)偏距變小。

4 結(jié)語(yǔ)

在地質(zhì)開采沉陷計(jì)算分析過(guò)程中，拐點(diǎn)偏距是其中非常重要的一個(gè)影響因素和計(jì)算參數(shù)值，對(duì)拐點(diǎn)偏距參數(shù)值大小的準(zhǔn)確測(cè)定和計(jì)算，對(duì)于提高整個(gè)礦山地質(zhì)采礦因素的準(zhǔn)確分析度有著重要作用，能夠準(zhǔn)確地分析各類影響因素，從而做好礦山開采準(zhǔn)備工作，提高采礦工作效率，提高地質(zhì)采礦的有效性，更好地指導(dǎo)地質(zhì)采礦工作的順利開展。

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作者簡(jiǎn)介：劉超（1981-），女，河北深州人，河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院助教，碩士，研究方向：地質(zhì)、采礦教學(xué)。

（責(zé)任編輯：王 波）