矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

摘要

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏，是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异，难以实现矿山边坡的动态稳定性评价，因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此，本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制，建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型，计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力，分析沉降对坡体应力场的影响，并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示，传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况，导致稳定性系数计算偏大，为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息，计算得出锁固段稳定性系数为0.667，整体稳定性系数为0.979，与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比（SHDR）大于0.73时，采空区边坡稳定性会发生明显变异，因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况，可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价，为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.

关键词

采空区边坡 / 动态稳定性评价 / 采空区沉降 / 锁固段 / 沉降位移比

基金资助

国家重点研发计划资助项目（2023YFC3081400）; 国家自然科学基金资助项目（41702371,52104114）; 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金课题（SKLMRDPC22KF13）