開(kāi)采沉陷中英文翻譯

1、調(diào)查和鑒定在開(kāi)陽(yáng)磷礦的開(kāi)采沉陷摘要：在開(kāi)陽(yáng)磷礦過(guò)去的40年，大規(guī)模的持續(xù)的微弱的沉陷活動(dòng)引起嚴(yán)重的環(huán) 境和安全問(wèn)題。這些問(wèn)題包括開(kāi)采沉陷、低回采率、太多的被壓在支柱下的礦石、 磷石膏的污染。開(kāi)采沉陷可以分成四類:彎曲的地面及臺(tái)階面、地面裂縫和崩裂、 散裂和崩塌、邊坡滑移和隆起。主要的防治措施有：找到并且管理被遺棄的采空 區(qū)，優(yōu)化采礦方法（切割和填充的采礦方法），選擇合適的回填材料,避免無(wú)序混亂 的采礦作業(yè)和處理公路邊坡的損害。這些調(diào)查和處理方法被認(rèn)為能夠有助于開(kāi)陽(yáng) 磷礦礦石的安全開(kāi)采和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞:開(kāi)采沉陷地表裂縫安全 開(kāi)陽(yáng)磷礦 填充采礦法1引言有用礦體被采出后，礦山的采空區(qū)巖石之間

2、原有的應(yīng)力平衡就會(huì)遭到破壞。當(dāng) 采空區(qū)的跨度達(dá)到足夠長(zhǎng)時(shí)，采空區(qū)頂板的巖石也會(huì)被向采空區(qū)擠壓隆起，這種 活動(dòng)會(huì)把巖體移動(dòng)和破壞向上傳遞，直到能夠在地表觀察到地面的移動(dòng)。換句話 說(shuō)，地下開(kāi)采可能造成地表塌陷、地裂縫、地面沉降，并且這些現(xiàn)象可能對(duì)建筑、 公路、農(nóng)田等造成危害。開(kāi)陽(yáng)磷礦位于聞名中國(guó)西南大型磷礦沉積群。開(kāi)陽(yáng)磷礦礦石儲(chǔ)量超過(guò)4.4千萬(wàn) 噸，它屬于其中一個(gè)最大的磷礦體。其于1958年正式建成并且投產(chǎn)運(yùn)行。現(xiàn)在開(kāi) 陽(yáng)磷礦基地在貴州省省級(jí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中扮演著重要的角色。然而,開(kāi)采沉陷問(wèn)題 嚴(yán)重的威脅地面建筑、公路和采礦活動(dòng)本身的安全。因此，迫在眉睫的問(wèn)題是解 決礦山開(kāi)采活動(dòng)和周邊公路等設(shè)施的安全

3、問(wèn)題，以保證礦山的可持續(xù)發(fā)展。本文 在開(kāi)陽(yáng)磷礦開(kāi)采沉陷進(jìn)行了調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，將開(kāi)采沉陷劃分為四種類型.并 針對(duì)性的提出開(kāi)采沉陷的防制措施。2開(kāi)陽(yáng)磷礦現(xiàn)在面臨的存在的問(wèn)題在開(kāi)陽(yáng)磷礦現(xiàn)在面臨的四個(gè)問(wèn)題中，開(kāi)采沉陷是最為嚴(yán)重的。（1）開(kāi)采沉陷開(kāi)陽(yáng)礦的礦體屬于淺海沉積型磷礦。它是在山脈和山谷沉積10億年的礦物，位 于中國(guó)西南，屬于云貴高原。此地的地表巖石主要是白云巖，磷礦的上層圍巖是 黃色的頁(yè)巖，下層圍巖是沙質(zhì)頁(yè)巖很硅質(zhì)頁(yè)巖。所有的巖層都被高度的風(fēng)化，巖 石的穩(wěn)定性很弱。斷層和裂縫在圍巖中也大量的存在。全機(jī)械化和頂板自由跨落 的采礦方法，在開(kāi)陽(yáng)磷礦已經(jīng)運(yùn)用了二十年。該采礦方法有許多優(yōu)點(diǎn)，如高度機(jī) 械

4、化和高生產(chǎn)能力。然而，大面積的裂縫在在采空區(qū)地面產(chǎn)生，開(kāi)采沉陷區(qū)域內(nèi) 的建筑物、構(gòu)筑物和高速公路受到極嚴(yán)重的安全威脅。低回采率的礦床這種采礦法使得大量的礦石被壓置在支柱下，回采率很低。據(jù)介紹，在永沙壩 的回采率只有70%。永沙壩是開(kāi)陽(yáng)磷礦的主要下屬礦山之一，它的地質(zhì)條件復(fù)雜， 在開(kāi)采完后頂板自由跨落，回采率僅為50%，造成了礦物的大量浪費(fèi)。太多的支柱壓礦兩條公路下面的礦體的崩落角是700，運(yùn)動(dòng)角度是650。為了保護(hù)公路，安全柱 子必須被保留。礦石在安全柱子下無(wú)法開(kāi)采部分就是所謂的死礦。安全柱下面的 礦體由兩部分組成：一是根據(jù)崩落角的影響的封閉的儲(chǔ)備；另一種是由于封閉的 儲(chǔ)備無(wú)法大規(guī)模開(kāi)采的儲(chǔ)量

5、。被封閉的儲(chǔ)量合計(jì)已經(jīng)達(dá)到22.62萬(wàn)噸。這些被安 全柱壓置無(wú)法開(kāi)采的大面積礦體，制約了礦山的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)水平。磷石膏的污染在開(kāi)陽(yáng)磷礦每年的礦物生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生5 X 106噸的過(guò)磷酸鹽和其他工業(yè) 廢棄物。并且在接下來(lái)的兩三年內(nèi)，磷石膏的產(chǎn)生會(huì)增加5-6倍。磷石膏的堆放 會(huì)占用大量的耕地，并且將會(huì)有更大范圍的地區(qū)會(huì)被污染，例如地下水的污染。3開(kāi)采沉陷的特征為了控制開(kāi)采沉陷，對(duì)于礦體的物理力學(xué)性能測(cè)試將會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。 對(duì)開(kāi)采沉陷進(jìn)行了研究并將其劃分為四種類型。3.1地質(zhì)描述的礦體和圍巖在開(kāi)陽(yáng)磷礦礦體和圍巖的物理力學(xué)參數(shù)都列在表1。礦體和圍巖的地質(zhì)特征被 描述如下。礦體磷土巖是緊湊的塊

6、狀和帶狀結(jié)構(gòu)，它中間充滿了裂縫和斷紋。磷礦石下層中沒(méi) 有夾層，但是上層中偶爾會(huì)有。更為糟糕的是一層白云巖層存在于磷礦上層且達(dá) 到0.02m。這個(gè)夾層會(huì)對(duì)采掘的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，一旦其暴露于空氣中，那 么斷裂和塌陷將有可能發(fā)生。該白云巖地層的存在使得工人和采掘設(shè)備的安全受 到嚴(yán)重威脅。下層石英巖是緊湊堅(jiān)硬的巖層，它屬于穩(wěn)定巖層。但是它很容易被水和沙侵蝕。白 云巖位于石英巖和磷礦體之間，它充滿了裂縫和斷紋。它很清晰的層理有0-0.8m 的厚度。一個(gè)位于下層的紫紅色頁(yè)巖中有一個(gè)開(kāi)拓平巷。這個(gè)紫紅色的頁(yè)巖層充 滿了紋理，極易被水侵蝕，它的膨脹也會(huì)在采場(chǎng)產(chǎn)生很多的裂縫。上層直接頂巖層偶爾是白云巖和磷礦

7、石一起存在的，能達(dá)到0.3m的厚度。這個(gè)直接 頂是很容易被水侵蝕和膨脹的。裂縫和斷紋很容易被局部的氣候變化使得巖層膨 脹引起。直接頂?shù)牟环€(wěn)定使得工人很機(jī)械設(shè)備的的安全受到威脅，間接巖層是緊 湊的半花崗巖和白云巖構(gòu)成，屬于穩(wěn)定巖層。3.2開(kāi)采沉陷的分類分段露天采場(chǎng)的采礦方法，已被應(yīng)用于開(kāi)陽(yáng)磷礦超過(guò)40年的時(shí)間。大面積的采 空區(qū)被留在礦區(qū)。這些不能被回填的采空區(qū)引起的開(kāi)采沉陷和地表移動(dòng)可以分為 四種類型：彎曲的地面及臺(tái)階面、地面裂縫和崩裂、散裂和崩塌、邊坡滑移和隆 起。（1）彎曲的地面及臺(tái)階面大面積的采空區(qū)引起地表以一個(gè)整體移動(dòng)，然后就形成了彎曲的地面和臺(tái)階 面。有時(shí)在這些下沉盆地會(huì)有一些積水。在

8、這些的水平邊緣，彎曲和下沉臺(tái)階才 會(huì)被發(fā)現(xiàn)。不均勻的下沉是形成彎曲和臺(tái)階狀地面的主要原因。因此，采空區(qū)應(yīng) 該得到有效的處理。（2）地面裂縫和崩裂地面裂縫在開(kāi)陽(yáng)磷礦很容易被發(fā)現(xiàn)。例如：很多70-200m長(zhǎng)，5-50m深和2-5m 寬的裂縫在1995到1996年被發(fā)現(xiàn)。這些裂縫威脅著地表建筑物和鐵路的安全。它 們也改變了地下水的供水體系。在開(kāi)陽(yáng)礦區(qū)的塌陷洞中一般都有水。第四紀(jì)的硬 質(zhì)巖和松散巖不均勻的存在于地表。廢棄的礦井可能會(huì)直接產(chǎn)生地表沉降和塌陷 坑。（3）散裂和崩塌巖石邊坡的分化和散裂形成了碎屑巖坡，巖石的碎裂是由于爆炸和振動(dòng)引起。 大規(guī)模的巖石碎裂稱為巖石的散裂。重力、氣候和采礦時(shí)形成碎裂

9、巖的主要原因， 當(dāng)這些外部力量的強(qiáng)度超過(guò)巖石的剪切強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成巖石的碎裂。巖石的碎 裂和塌陷有可能毀壞建筑物和鐵路等。（4）邊坡的滑移和隆起巖石和土?xí)刂粋€(gè)固定的結(jié)構(gòu)面和夾層滑移和隆起。在第四紀(jì)松散的沉積土 中不會(huì)存在可以作為滑移平面的結(jié)構(gòu)。由于最大剪應(yīng)力的原因，滑移面形成了一 個(gè)圓弧。在巖塊中存在一些弱夾層如接頭盒斷層，巖石和土壤就會(huì)沿著這些面滑 動(dòng)：一些滑移會(huì)超出預(yù)料，而一些滑移會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。滑移是地質(zhì)學(xué)災(zāi)害，它 與開(kāi)陽(yáng)礦的采掘作業(yè)有關(guān)。在滑坡的底部會(huì)有磷灰石和礦體露出地面。當(dāng)?shù)V體被 才走后，邊坡沒(méi)有了支撐力，滑移就會(huì)發(fā)生。4控制開(kāi)采沉陷的措施在經(jīng)過(guò)對(duì)開(kāi)陽(yáng)開(kāi)采沉陷區(qū)的徹底調(diào)查研究以

10、后，數(shù)學(xué)模型被建立起來(lái)，控制礦 區(qū)開(kāi)采沉陷的措施也被提出：4.1確定和處理變形機(jī)械掘進(jìn)頂板自由跨落開(kāi)采方法應(yīng)用于開(kāi)陽(yáng)礦超過(guò)20年。大量的采空區(qū)還沒(méi)有 得到妥善的處理，它們是造成開(kāi)采沉陷的主要原因。為了預(yù)防地表移動(dòng)的發(fā)生， 查明地下變形的位置和尺寸和非常必要的。在大的變形區(qū)，應(yīng)該進(jìn)行撤離。為了 實(shí)現(xiàn)控制沉陷的目標(biāo)，廢棄的巖石和尾礦可以用于回填采空區(qū)。為了達(dá)到控制目 標(biāo)，那些塌陷孔可以用來(lái)鉆孔對(duì)變形區(qū)進(jìn)行注漿。4.2最佳的采礦方法在選擇開(kāi)陽(yáng)礦的采礦方法時(shí)，以下幾條原則應(yīng)該別遵守：（1）在礦體上面有公路的地方，應(yīng)該留設(shè)更多的礦柱在較高的水平，以保證上 面的地表和公路不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)。但是，在較低的水平應(yīng)

11、該盡量少的留設(shè)保護(hù)礦柱， 以減少資源的浪費(fèi)率。（2）礦山的生產(chǎn)能力應(yīng)該加大，勞動(dòng)效率應(yīng)該提高，礦山的經(jīng)營(yíng)原則應(yīng)該是在 最低的成本前提下取得最高的回報(bào)。礦山開(kāi)采方法的選擇應(yīng)該適應(yīng)改變復(fù)雜的地 質(zhì)條件。（3）應(yīng)該用回填材料填充采空區(qū)，以控制周圍的巖石的活動(dòng)。廢棄的巖石和磷 石膏應(yīng)該混合使用，以加大填充材料的強(qiáng)度減少回填的成本。（4）在爆破方面應(yīng)該習(xí)慣于使用短小或延緩的爆破手段以減弱對(duì)頂板、礦柱和 公路邊坡的震動(dòng)。中深充填開(kāi)采法和震動(dòng)礦石運(yùn)輸法應(yīng)該被使用。4.3最佳的填充材料在礦體一被采出后就馬上用回填材料填充采空區(qū)的開(kāi)采方法就叫充填開(kāi)采法。 回填能夠控制地表巖石的移動(dòng)和變形減少開(kāi)采沉陷。回填開(kāi)采還

12、可以改變留設(shè)礦 柱的上方的應(yīng)力分布，使其由一維二維分布變?yōu)槿S分布，由此提升了礦柱的支 撐強(qiáng)度。磷石膏和巖石可以被用作回填的材料。這樣做可以增加回填的強(qiáng)度，降 低回填的車本，地面可以得到保護(hù)，污染可以被防止。4.4避免無(wú)序的采礦作業(yè)無(wú)序的開(kāi)采可能會(huì)引起不規(guī)則的變形和塌陷坑的產(chǎn)生。避免無(wú)序開(kāi)采是保護(hù)公 路和防止地表產(chǎn)生裂縫和沉陷的主要措施。4.5公路斜坡的治理在進(jìn)行公路斜坡治理的時(shí)候，需要清理那些被破壞的危險(xiǎn)巖石，應(yīng)該填充和提 高移動(dòng)盆地和塌陷坑高程。建立護(hù)坡巖石和滑動(dòng)支座。給較軟的巖層注入灰漿以 提高其強(qiáng)度等。在一些情況下，需要修筑擋水堤壩，防止洪水從裂縫灌入路基。 5結(jié)論（1）開(kāi)陽(yáng)磷礦目前詳

13、細(xì)的問(wèn)題已經(jīng)被討論，主要是四個(gè)問(wèn)題，開(kāi)采沉陷是最嚴(yán) 重的。地表的裂縫和開(kāi)采沉陷都已經(jīng)詳細(xì)的研究，四個(gè)主要的問(wèn)題也都被提出： 彎曲的地面及臺(tái)階面、地面裂縫和崩裂、散裂和崩塌、邊坡滑移和隆起?？梢缘?出這樣的結(jié)論，地表的裂縫和開(kāi)采沉陷與頂板自由跨落采礦法之間有密切的關(guān) 系。防治開(kāi)采陳顯得措施也已經(jīng)提出，就是找到采空區(qū)并對(duì)其進(jìn)行妥善的管理、 選擇最佳的采礦方法、選擇合適的回填材料、避免無(wú)序采礦、對(duì)公路的邊坡的治 理。建議在開(kāi)陽(yáng)礦區(qū)采用中深留設(shè)礦柱、利用塌陷坑鉆孔注漿和運(yùn)用震動(dòng)運(yùn)輸?shù)V 石。磷石膏和巖石混合使用作為回填材料。這些調(diào)查和防止措施對(duì)于安全的在開(kāi)陽(yáng)磷礦采出礦體有貢獻(xiàn)。很明顯這份 研究報(bào)告對(duì)于處

14、理其他礦開(kāi)采沉陷問(wèn)題時(shí)也有作用。參考文獻(xiàn)：Mining Handbook Editing Committee. Mining HandbookM,Beijing: Metallurgical IndustryPress, l 999. (in Chinese) KRATZSCH H Mining Subsidence EngineeringM. Berlin： Springer-Verlag, 1 983QIAN Ming-gao, MIAO Xie一xing. Mining strata mechanics-A new branch of applied mechanicsJJiangsu

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