地表动态沉陷对废弃露天矿坑建设抽水蓄能电站的影响评价
李杨1
雷兴海2
王楠2
任玉琦3
金向阳4
王可5
蒋逵超5
葛鹏5
夏雪2
李铁峥2
石孝明2
王玉亮2
1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)内蒙古研究院,内蒙古 鄂尔多斯 0170042.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000833.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;山西大同大学煤炭工程学院,山西 大同 0370034.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中煤科工集团国际工程有限公司,北京 1000135.中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司,北京 100024
摘要：地表动态沉陷是废弃矿山建设抽水蓄能电站亟待解决的关键科学问题之一.为探究地表动态沉陷对废弃露天矿坑抽水蓄能电站建设和运行期间稳定性的影响,以废弃海州露天矿为研究背景,揭示了露井联合开采地表沉陷机理和特征,建立了基于Knothe时间函数的地表动态沉陷预测模型;对海州露天矿区岩土体蠕变参数进行反演和敏感性分析,研究了露井联合开采不同时期地表沉陷规律;分析了 2020-2120年抽水蓄能电站所在剖面沉陷灾害分布,最后对抽水蓄能电站建设和运营期间的稳定性进行了评价.研究结果表明:地表沉陷受煤层倾角、煤层埋深、开采厚度、边坡角度和采空区空间分布等因素影响,最大沉陷值、影响范围和持续时间均大于单一的井工开采方式;综合考虑井工和露天开采相互影响的修正Knothe时间函数模型能更准确地预测地表动态沉陷;基于CVISC蠕变模型建立的露井联合开采三维数值计算模型,具有较好的适用性和准确性;上水库和抽水管路距影响区域的最小距离分别为 254.9、15.1 m,半地面厂房位于采空区的影响范围内;注浆充填治理采空区能有效控制地表动态沉陷(平均减小 85%沉陷值),废弃海州露天矿坑建设抽水蓄能电站具有可行性.研究成果对于废弃露天矿区的地表动态沉陷可持续预测、地质灾害防治和剩余资源开发具有重要意义.
关键词：露井联合开采废弃露天矿坑抽水蓄能电站地表动态沉陷稳定性评价
分类号：TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52074293)国家重点研发计划(2022YFC3004603)河北省自然科学基金资助项目(E2020402041)
论文发表日期：2025-04-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 56-69 )
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