建筑物下固體充填開采地表沉陷規(guī)律分析

利用光彈試驗對條帶開采方案進行分析,并對開采后引起地表移動與變形程度進行預計,采用多種方法相互比較校核,為解決煤礦安全開采“三下”采煤提供依據(jù),對煤礦生產(chǎn)具有指導意義。

建筑物下壓煤開采地表沉陷控制是我國大多數(shù)礦井面臨的技術難題。本文介紹條帶開采、房柱式開采、充填開采、協(xié)調(diào)開采和覆巖離層帶注漿等技術措施,以控制建筑物下開采引起的地表沉陷。建筑物下壓煤開采礦井應根據(jù)各自礦區(qū)的實際情況綜合多方面因素,選擇合適的地表沉陷控制技術措施。

為了提高煤炭資源的回收率,延長礦井服務年限,解決采掘接替困難等問題;綜合分析該礦采用采條帶開采回收建筑物下的保護煤柱。條帶開采后,采用概率積分法預測地表移動變形規(guī)律,并結合數(shù)值模擬軟件flac3d進行數(shù)值分析,獲得該礦區(qū)條件下走向條帶開采時地表移動變化規(guī)律。研究結果表明:條帶開采后保護建筑物范圍地表最大下沉量為309mm,最大水平變形為±0.253mm/m;建筑物受損程度小于ⅰ級破壞范圍,產(chǎn)生較小影響,可以保證地表建筑(構筑)物的安全實用。

近些年來,隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國煤礦開采事業(yè)也獲得了更大的發(fā)展空間。煤炭資源是社會生產(chǎn)中一項重要的資源,煤礦開采的效率直接影響煤炭資源的使用效率和礦井的可持續(xù)發(fā)展。在市場經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,煤礦開采技術也向著多樣化的方向發(fā)展,尤其是建筑物下壓煤充填開采技術呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢,而且受到了廣泛的應用。文章主要針對建筑物下壓煤充填開采的相關問題進行簡要探討。

在分析采空區(qū)上部巖體結構破壞特征、地表移動變形及其對上部建筑物影響的基礎上,提出了有效吸收抵抗采空沉陷區(qū)地表不均勻沉降及建筑物結構抗變形的設計思路,簡要闡述了采空區(qū)建筑物地基與基礎協(xié)同工作,并且對上部結構的構造措施提出相關建議。

平朔井工一礦太西區(qū)4煤綜放開采地表沉陷規(guī)律 張忠溫 （中煤平朔集團有限公司，山西朔州036006） ［摘要］為掌握本礦區(qū)淺埋深厚煤層綜放開采條件下的地表沉陷規(guī)律，并為“三下”采煤提 供基礎數(shù)據(jù)，中煤平朔集團有限公司在井工一礦太西區(qū)14106和14107工作面建立了地表移動觀測 站。并按相關技術要求進行了觀測，對觀測數(shù)據(jù)進行了整理、分析，掌握了該采礦地質條件下的地表 沉陷特征，求取了地表沉陷計算參數(shù)及部分地表移動角量參數(shù)。通過對測點地表移動期下沉速度及下 沉量的分析，得出了淺埋深綜放開采相對深部開采具有地表移動活躍期短，但最大下沉速度較大，地 表移動劇烈，移動活躍期地表下沉量占總下沉量比例較大的特點。 ［關鍵詞］綜放開采；地表沉陷；下沉速度；參數(shù)；活躍期 ［中圖分類號］td325.4［文獻標識碼］b［文章編號］1006-62

利用有限元分析軟件adina模擬采空區(qū)地表沉陷對地表建筑物的影響,可以清楚地看到在開挖過程中廠房的沉陷變化過程。對研究采空區(qū)已有建筑物的保護,以及采空區(qū)新建建筑物的設計具有指導意義。

根據(jù)載荷作用線上水平位移的特征和采空區(qū)上覆巖層破斷后的結構形態(tài),確定了位移邊界條件;給出了采空區(qū)上方任意點的沉降位移、地表沉陷、地表水平位移以及建筑群引起的地表沉陷;探討了在采空區(qū)和建筑物載荷的共同作用下地表的移動特性。研究結果表明:建筑物引起的地表沉陷與建筑物和采空區(qū)的相對位置有關;建筑物附近的地表下沉隨著采空區(qū)上覆巖土層厚度的增加而減小,呈非線性變化;在沉降范圍內(nèi),建筑物兩側地表的水平位移均勻分布,方向相向,均指向建筑物。

在峰峰礦務局九龍礦北翼建筑物下采煤,按條帶開采的設計原則,結合該地區(qū)建筑物實際情況,成功地開采了2個大采寬條帶開采的高產(chǎn)高效工作面,有效地控制地表沉陷,以保證地面建筑物正常使用。

針對某煤礦1501工作面地表存在村莊建筑,為了確保村莊建筑的正常使用,以地表移動觀測站實際觀測數(shù)據(jù)為基礎,通過建立坐標-時間坐標系,運用概率積分法對由于1501工作面開采引起的地表移動變形隨時間和空間的變化規(guī)律進行研究,分析該工作面開采不同時間對上方村莊建筑物的采動影響。結果表明：通過概率積分法建立的坐標-時間預計函數(shù)可以準確地描述開采過程中任意時間點的地表整體移動變形,能夠滿足工程實踐應用。

分析了充填開采支架與圍巖關系和上覆巖層移動特征,確立頂板載荷估算方法,并通過充填開采實例進行驗證。研究表明:充填工作面周期來壓步距大,來壓強度不明顯;直接頂隨著工作面推進逐漸冒落,垮落步距相比于普通綜采工作面顯著增大;基本頂以緩慢下沉形式發(fā)生彎曲變形,上覆巖層移動范圍明顯減小。支架高工作阻力可以控制頂板的下沉量,保證良好的充填效果,進而減小覆巖破壞高度,控制地表變形。

針對急傾斜煤層開采復雜的采礦地質條件,運用求解非線性大變形問題有限差分法(flac),對不同開采方案所引起的巖體移動和地表沉陷進行了研究,總結出了巖體移動的基本特征和地表沉陷的相關參數(shù).結果表明:煤層開采對地表沉陷的影響有一個發(fā)展變化的過程,呈現(xiàn)出較為明顯的階段性,在開采影響劇烈區(qū)內(nèi)應該加強對重點部位的加固與維護;綜合比較4個開采方案,煤層區(qū)段間正臺階順序開采較為有利,地表構筑物受采動損害小,區(qū)段間相互影響小,有利于巷道布置.

為了準確預計鉆井水溶法開采后對地表產(chǎn)生的移動和變形,基于鉆井水溶法開采特點,利用由不溶礦物形成的結晶水物質的膨脹率,建立了鉆井水溶法開采的等價采高模型。此外,還分析了隨機介質理論用于鉆井水溶法開采地表沉陷預計的可行性。在闡述概率積分法基本原理的基礎上,通過借鑒國內(nèi)外條帶水砂充填開采的預計實例,求得了鉆井水溶法開采的概率積分法預計參數(shù),并結合工程實例,利用概率積分法預計了某鹽礦開采后引起的地表移動變形。結果表明:建立在上覆巖層軟弱、頂板跨落基礎上的概率積分預計方法適用于鉆井水溶法開采的地表沉陷預計,且鉆井水溶法開采后引起的地表移動變形值遠小于相同條件下的煤礦開采。

針對某煤礦1501工作面地表存在村莊建筑,為了確保村莊建筑的正常使用,以地表移動觀測站實際觀測數(shù)據(jù)為基礎,通過建立坐標-時間坐標系,運用概率積分法對由于1501工作面開采引起的地表移動變形隨時間和空間的變化規(guī)律進行研究,分析該工作面開采不同時間對上方村莊建筑物的采動影響.結果表明:通過概率積分法建立的坐標-時間預計函數(shù)可以準確地描述開采過程中任意時間點的地表整體移動變形,能夠滿足工程實踐應用.

針對某煤礦1501工作面地表存在村莊建筑,為了確保村莊建筑的正常使用,以地表移動觀測站實際觀測數(shù)據(jù)為基礎,通過建立坐標-時間坐標系,運用概率積分法對由于1501工作面開采引起的地表移動變形隨時間和空間的變化規(guī)律進行研究,分析該工作面開采不同時間對上方村莊建筑物的采動影響。結果表明:通過概率積分法建立的坐標-時間預計函數(shù)可以準確地描述開采過程中任意時間點的地表整體移動變形,能夠滿足工程實踐應用。

建下開采引起的地面沉降及建筑物損害問題越來越受到人們的重視,因此要總結建下開采活動對地表建筑物的影響、危害,及時采取有效措施,減小危害,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

為解決建筑物在煤層開采過程中受地表移動變形影響的問題,采用有限元分析軟件adina,選取鋼結構建筑廠房作為研究對象,利用覆巖參數(shù)建立幾何模型,模擬采煤過程中的地表移動對上部建筑物—鋼結構廠房的影響.結果表明：鋼結構廠房柱的變形主要受垂直方向變形量影響,梁受水平方向變形量影響;在運用adina軟件模擬過程中,根據(jù)具體情況適當簡化模型,將各巖層看作厚度均勻、并且不存在斷層等造成采空區(qū)不連續(xù)的因素,得出的變形結果與實際觀測值比較差距不大,可以反映工程實際,證明有限元軟件adina在模擬建筑物受開采沉陷影響的領域是可行的.

針對南下冶煤礦地表建筑物密集、煤層賦存條件復雜等問題,提出采用傾斜條帶充填開采方案,并進行了論證和方案設計。工程實踐表明:傾斜條帶充填開采可以有效控制地表移動變形,減少斷層帶對覆巖運動的影響,同時提高煤炭回采率,增加經(jīng)濟效益1.38億元,具有很高的推廣價值。

密集建筑物下開采準則及減少地表形變的開采方法

密集建筑物下開采準則及減少地表形變的開采方法

通過簡要分析開采沉陷地表移動、采動區(qū)地表與建筑物變形協(xié)同關系、地表興建建筑物的評價因子和方法,指出礦區(qū)采煤沉陷穩(wěn)定區(qū)域通過科學合理指標因子評價分析,可以在確定范圍內(nèi)進行適當規(guī)模的非特殊建筑物的興建建設。

用于被開采地層表面建筑物的錐形基礎黑龍江礦院吳國祥１前言受交變應力影響的樁基礎具有一定的特殊性。土層內(nèi)的交變位移會嚴重削弱建筑物地基的強度，從而導致建筑物的損壞，并因此而增加建筑物的重建費用。此文介紹了能夠抵檢交變應力作用的建筑物基礎系統(tǒng)的研究成果。...