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宁乡县道林窑上片石场是一个老矿山,目前已形成了复杂的采空区群,且空区未进行处理,采空区超宽超高现象严重。为了矿山的安全、高效与可持续发展,立项对宁乡县道林窑上片石场的稳定性进行综合评价与论证。以现场调查、理论计算、数值模拟与可靠性分析相结合进行综合论证,开展了以下研究工作。 ①现场调查。对该山的矿岩体的工程地质与水文地质特性、采空区规模与形态进行了调查。 ②岩体力学参数分析。分别开展了现场点荷载实验、岩石单轴强度实验和岩石间接拉伸实验,综合应用Z.T.Bieniawski法、Sarafim法与Heok-Brow准则,将岩石力学参数转换为岩体力学参数。 ③岩体质量分级。通过现场地质调查的资料,分别用RQD值法、RMR法和Q系统法进行工程岩体分级,综合得出该矿岩体质量为良。 ④采空区稳定性数值模拟。对矿山外部环境进行分析,建立矿山模型的数据库文件,利用Surpac与Midas相结合的方法,建立与矿山实际情况相似的矿山模型,通过分析得出该矿山各采空区的稳定情况以及地表沉陷情况。 ⑤采空区稳定性的可靠性分析。考虑岩石力学参数实验数据随机性较大,应用响应面法进行采空区的可靠性计算,根据采空区的空区分布现状,应用串联法计算矿山采空区的整体可靠性。 综合各种采空区稳定性方法的研究成果,获得了各采空区的稳定性指标和矿山采空区整体稳定性状况,进而提出了采空区综合治理方案。