湖南芙蓉矿山建筑施工对深部矿层群开采的影响

邓 慧

（永州职业技术学院，建筑工程系，湖南 永州425000）

为满足我国经济高速发展需求，我国社会对各类矿产资源需求也再不断增加，对矿床开采深度也再不断增加。随着矿床开采深度的不断增加，矿山建筑施工对深部矿层群开采的影响也不断增加[1]。因此，矿山建筑施工对深部矿层群开采的影响问题成为各企业关的重点。湖南省芙蓉山矿产资源丰富，随着矿产资源的不断开发，矿井中有毒气体含量与压力也随之增加，不仅影响矿山开采进度更严重威胁施工人员的生命安全。因此，对湖南芙蓉矿山建筑施工对深部矿层群开采的影响进行研究，保证今后矿山开采工作能够更好的开展。

1 湖南芙蓉矿山建筑施工对深部矿层群开采的影响

湖南芙蓉矿山地形较为复杂，处于云贵高原向江南丘陵与南岭山脉向江汉平原的过渡带。地形主要以丘陵与山地为主，斜坡地带较多，因此易发生崩塌滑坡。折线山坡较多，导致汇水面积较大，易发生沿基岩面滑动的土层滑坡，从而发展成为泥石流。而芙蓉矿山的地层岩性也决定了矿床的赋存条件，由于矿床风化残积物较多，成为泥石流产生的主要原因。矿山中地质结构较为复杂的矿区，在不同部位与坡段之间进行开采，极易产生能岩石崩落与滑坡现象。

（1）矿山建筑施工对深层矿群下沉分析。通过分湖南芙蓉矿山建筑施工与矿山深层矿群开采实际情况，结合影响函数分析方法给予的计算公式，对湖南芙蓉矿山建筑施工所引起的深部矿层群下沉进行计算分析。其中，考虑到计算过程中二维情况，将f（ x，s）作为计算中的影响函数。其公式为：

在公式（1）中，h为矿场实际开采深度，s为描述地表下沉点的理论具体位置，h为矿床实际开采深度，x为参变量表示开采位置的横坐标，S（0x）表示深层矿群下沉最值。

根据公式（1），能够对地表点下沉进行计算，其公式为：

其中,S（0x）=m（x）×a（x），m（x）为矿床开采厚度，a（ x）为地表下沉系数。

因此，若将m（x）与a（ x）设为常数，且不会随着坐标变化而变化。因此，参数S（0x）应为常数，如公式（3）所示：

其中，x1与x2为矿上开采边界坐标值，根据公式（3），则：

根据公式（4），能够计算出在平面应变条件下，建筑施工对深部矿层各点最终稳定的下沉情况。分析上述公式可以看出，矿山建筑施工会导致地表岩层变形，随着时间推移与矿山开采深度的增加，矿床下沉面积随之增加。

（2）对矿内有害气体影响分析。根据对湖南芙蓉矿山地质的分析，结合上述公式，对芙蓉矿山在进行施工后深层矿群各项数据进行分析。其中，湖南芙蓉矿山深层矿层赋存特征表，如表1所示：

表1 湖南芙蓉矿山深层矿层赋存特征表

接上表

在对芙蓉矿山进行地质勘探中，测定了部分深层矿群开采所含有毒气体含量，如表2所示：

表2 湖南芙蓉矿山深层矿层有毒气体含量表

在对矿山建筑施工后对深层矿层群的采样结果进行测试，对深部矿层群有毒气体突出危险性指标进行记录，如表3所示：

表3 湖南芙蓉矿山深部矿层群有毒气体突出危险性指标

分析上表可以看出，芙蓉矿山在进行建筑施工后，深部矿层下沉后有害气体明显增加，让深层矿群成为危险矿区。

（3）矿山建筑施工后深部矿层开采保护性原则。根据深层矿群下沉对矿内有害气体影响进行分析，考虑到对矿山开采的安全、经济以及可持续发展等多种因素，矿山建筑施工后深部矿层开采保护性主要遵循原则为：深部矿层群开采中，优先选择无突出危险的矿层作为保护层，所有矿层都存在突出危险时，选择危险程度较小的矿层作为保护层；在矿山建筑施工后，深部矿层开采主要遵循优选选择保护层的原则，在开采中不能破坏被保护层；在矿山建筑施工对深部矿层群造成影响后，需要选择突出危险程度较小的矿层作为保护层进行首先开采。

2 结语

我国矿产业的快速发展，导致对各类矿产资源需求的不断增加。为满足这一需求，矿山中建筑施工不仅需要矿山生产需求、生产成本、矿山结构与工艺设备等因素，更要考虑到周围环境与矿山建筑施工的协调性。因此，对湖南芙蓉矿山建筑施工对深部矿层群开采的影响进行研究。根据湖南芙蓉矿山地形进行分析，以及建筑施工与深部矿层群实际情况进行分析，设计出矿山建筑施工对深层矿群下沉分析公式，根据计算结果对深层矿群下沉对矿内有害气体影响分析后，制订矿山建筑施工后深部矿层开采保护性原则，从而有效保证湖南芙蓉矿山在开采过程中的安全性。