杉木树矿河流下安全开采：限高协调方案与实践

"杉木树矿河流下分区限高开采方案研究" 这篇论文主要探讨的是如何在杉木树煤矿的河流下方安全地进行煤炭开采，以避免对河流和周围环境造成严重的影响，特别是防止地质灾害的发生，如山体滑坡。作者余学义和王飞龙采用了两种方法来研究这一问题：物理相似材料模拟和RFPA2D数值模拟。 1. 物理相似材料模拟是利用特定的材料构建模型，模拟实际开采过程中的覆岩破坏和地表移动变形。这种方法能直观地观察到开采活动对地质结构的影响，帮助理解地表和地下相互作用的机制。 2. RFPA2D（Rock Failure Process Analysis二维版）是一种数值模拟软件，用于分析岩体破坏过程。在本研究中，该软件被用来预测开采后的覆岩破坏模式，估计地表移动变形规律，以确定防水安全煤岩柱的尺寸。研究表明，为了确保安全，防水煤岩柱的宽度至少应为40倍的开采高度。 3. 提出的“限高协调开采”原理是基于以上研究结果，即通过控制开采的高度，使得地表变形和地下水位的变化在可接受的范围内，从而保护河流的安全。此原理的实施可以减少对地表的破坏，降低导水裂隙带的形成，有效防止水分进入开采区。 4. 地表沉陷预计软件YLH-12被用来预测开采后地表变形情况。根据预测，最大下沉值为1500mm，出现在采区中部，而整条河道的水平变形值在0到-11mm/m之间。实际开采过程中，地表沉陷情况与预测相符，未出现大范围的沉陷，河道的下沉值小于水平变形值，且工作面涌水量较小且稳定，证明了限高协调开采原理的有效性。 5. 关键词包括协调开采、导水裂隙带、RFPA2D模拟、相似材料模拟以及水体下开采，这些都反映了研究的核心技术和关注点。通过这些技术和理论的综合运用，研究者成功地在复杂山区地表条件下指导了河流下的安全开采，为类似的采矿工程提供了重要的理论支持和实践经验。 这篇论文不仅提供了理论上的研究，还结合了实践验证，为水体下的煤炭开采提供了一种安全、可行的方法，对于防止地质灾害、保护环境以及保障煤矿的可持续发展具有重要意义。