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成果名称：程潮铁矿西区地下开采围岩错动机理及工程对策研究
申请单位：北京科技大学
成果编号：鉴字[教SW2004]第004号
鉴定日期：2004年02月28日
学 科：6、力学
成果简介（1000字以内，可公开部分）
成果主要包括七个部分：
1. 现场实测、矿山地表开采沉陷实况、影响地表开采沉陷的8大主控因素分析研究，证实了程潮铁矿东区和西区的地表开采沉陷均属构造应力型矿山的地表开采沉陷问题。在国内外首次揭示了构造应力型矿山在卸载作用下的开采地表沉陷的宏观破坏特征，展示了该类沉陷现象的本质规律。具有重要学术价值和重大实用价值。
2. 研究结果表明，东主井附近工业场地的变形是由于深部采矿引起地表错动，长期不断扰动坡角，加之其特殊的地形、地层和地表水的共同作用诱发滑坡造成的破坏作用。
3. 从影响金属矿山岩层与地表移动规律的10个因素出发，对国内外16个矿山地表移动的实测资料进行了统计和分析。采用BP神经网络的方法，以调查实例作为学习样本进行学习训练，开发了可视化的BP神经网络智能预测系统。该系统的建立为定量预测采用崩落法开采的地下金属矿山地表移动规律提供了新手段。
4. 采用有限差分数值模拟软件FLAC，经过多次计算，总结出了数值模拟地下开采冒落带形状确定方法和原则。首次实现了采用连续介质程序模拟由采矿引起的地表冒落这一非连续变形过程，其模拟结果与实测结果基本吻合。
5. 采用FLAC软件，依据主要工业设施的平面位置和现场工程地质剖面图，根据西区初步设计，各剖面所选水平分别为-430m、-500m、-570m、-640m、-710m、-780m和-850m。建立了仿真度较高的数值模拟计算模型，较为真实地再现了矿体形态、矿岩接触带和矿岩赋存状况，从而保证了模拟计算结果的可靠性。
6. 概化地应力条件下开挖卸载引起地表移动与变形，可采用相应主控因素，东区的地表沉观测资料，东区地表沉陷宏观破坏特征、西区开采设计与可能充分采动程序等来确定相应参数值进行移动与变形预计，两者叠加则为所求。西区地表变形预计按上述步骤进行，再由地表变形分布及各类构筑物所允许的地表临界变形值确定对应地表点位，进而确定移动角值。此类预计在国内外尚属首次。
7. 程潮铁矿西区地下开采围岩错动机理研究后，上盘错动角提高了3.9°，下盘错动角提高1.2°，端部错动角提高了7.3°。对比原设计由于错动角的提高，使得错动区的征地面积减少约75.4亩，-430m水平以上西端部的矿柱量减少，可多回收矿石约43.73万吨，节省了措施井和选矿厂的搬迁费用，三项合计10777.8万元。
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