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某地下矿山采场地压及沉降变化规律研究
摘要：
地下矿山采场的地压和沉降是地下采矿过程中关键的问题，也是影响矿山安全和经济效益的重要因素。本文通过对某地下矿山采场地压和沉降变化规律进行研究，结合现场观测数据和数值模拟方法，分析了矿山采场地质条件、采矿方法、支护措施等因素对地压和沉降的影响。研究表明，地质条件是决定地压和沉降的基本条件，采矿方法和支护措施对地压和沉降的影响较大，合理的采矿方法和支护措施可以有效减小地压和沉降的程度，提高矿山安全和经济效益。建议在实际采矿中加强地质勘察和监测，制定合理的采矿方案和支护方案，促进矿山可持续发展。
关键词：地下矿山，采场地压，沉降，支护措施，数值模拟
一、引言
地下采矿是一种重要的矿业开发方式，但同时也是一项高风险、高投入、高收益的活动。地下采矿过程中，地压和沉降是矿山安全和经济效益的重要因素，对采矿人员和设备安全、矿山经济效益、环境保护等方面都具有重要影响。
本研究以某地下矿山为例，以地压和沉降变化规律为研究对象，对矿山采场地质条件、采矿方法、支护措施等因素对地压和沉降的影响进行研究，为矿山安全和经济效益提高提供理论依据和实践指导。
二、研究现状
地下采矿中地压和沉降是长期以来研究的热点问题。国内外学者通过现场观测、数值模拟和实验研究等方法，对地下矿山采场地压和沉降进行了深入研究。
国外学者提出了一些经典的理论模型，如霍夫曼理论、极限平面理论、弹塑性理论等，用于分析地下采矿中的地压变形规律。国内学者也对地下采矿中的地压和沉降进行了研究，提出了塑性区域理论、围压分区理论、多因素耦合作用理论等，对地压和沉降的影响因素进行了分析和探讨。
随着计算机技术和数值模拟技术的不断发展，数值模拟方法逐渐成为研究地下采矿中地压和沉降的一种重要手段。数值模拟方法可以对地下采矿中的地压和沉降进行较为精确的预测和分析。
三、研究方法
本研究采用了现场观测和数值模拟相结合的方法进行研究。首先对矿山采场进行了实地观测和监测，获取了采场地压和沉降数据。然后利用FLAC3D数值模拟软件对地下采矿过程中的地压和沉降进行了模拟。
四、研究结果
4.1地质条件对地压和沉降的影响
地质条件是决定地压和沉降的基本条件。本研究通过对采场地质条件的分析，发现地层岩石的强度、断裂构造、夹层、水文地质条件等因素都会影响地压和沉降的程度。矿山采场建立在强度较差的岩石上，易受地震等自然灾害的影响，加之不同地层之间的分界面会影响采场的稳定性。
4.2采矿方法对地压和沉降的影响
不同的采矿方法对地压和沉降具有不同的影响。本研究对某矿山采用多种采矿方法进行模拟，发现割弯放顶采矿方法的地压和沉降程度较小，因为该方法可以保证采场底部的稳定性。而煤柱法采矿则会导致地下空洞的增大和支撑能力的减弱，增加地压和沉降的程度。
4.3支护措施对地压和沉降的影响
适当的支护措施可以有效地减小地下采矿中地压和沉降的程度。本研究对比了不同种类的支护措施，发现拱形支护和柱式支护对地压和沉降的影响较小，而道柱支护和锚杆支护会导致地压和沉降程度的增加。
五、结论与建议
地下矿山采场地压和沉降是地下采矿过程中的重要问题，本研究通过对某地下矿山的观测和数值模拟进行研究，得到以下结论：
（1）地质条件是决定地压和沉降的基本条件，矿山采场地层岩石强度、断裂构造、夹层、水文地质条件等因素都会影响地压和沉降的程度。
（2）采矿方法的选择对地压和沉降具有重要影响，采用合理的采矿方法可以减小地压和沉降的程度。
（3）支护措施可以有效减小地压和沉降的程度，拱形支护和柱式支护是比较优良的支护方式。
建议在实际采矿中加强地质勘察和监测，制定合理的采矿方案和支护方案，促进矿山可持续发展。