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铜川矿务局北区—焦坪矿区,地处陕北黄土高原南缘,地势西北高而东南低,为低中山地貌单元。同时,该区黄土覆盖层厚度较小。矿区有玉华、下石节、陈家山三个矿,煤炭资源丰富。主采4-2~#煤层,煤厚8~20m之间,采深为450~500m不等。开采方法以走向长壁放顶煤为主,煤层顶板实行全部跨落法管理模式。在地下采煤的影响下,边坡发生变形与失稳活动,且频频发生。这不仅给矿山人民生命财产带来严重危害,而且严重制约矿山的正常发展。所以,对采煤引起边坡的变形进行研究具有现实意义。 本文结合铜川矿务局“焦坪矿区综放开采岩层与地表移动规律研究”项目,以玉华矿和下石节矿为主要研究对象。首先对矿区边坡的工程地质条件进行了调查。在此基础上,运用FLAC软件,对1407工作面(玉华矿)和211工作面(下石节矿)的采场边坡的变形情况进行模拟。在模拟过程中,考虑了岩石类型、坡体形态、煤层覆存条件、工作面与坡体的相对位置、工作面推进方向、开采速度、采场来压等因素对坡体的影响。再者,运用模拟结果和现场地表移动观测数据、覆岩破坏钻孔探测数据,从基础理论和实践两个方面,确定影响该区边坡变形的因素及引起边坡变形的机理。最后,利用前面两个边坡的岩体力学参数,建立模拟模型对未采区的边坡变形进行预测。 通过以上理论分析和数值模拟,得出该区采煤边坡变形方式为:以坐落滑移变形为主,因受岩性的影响有的坡体出现错落滑移变形。