徐州某高层建筑场地采空区地表残余变形分析

 地表残余变形研究是煤矿新近采空区能否作为高层建筑用地的重要依据。本文研究了某场地的地表开采沉陷特征,利用矿区地表变形监测资料拟合了矿山开采沉陷的时间影响参数,应用概率积分法预测地表残余移动变形量,并与场地地表变形监测资料进行了对比,综合分析了场地地表残余变形。研究结果为新近采空区场地多层、高层建筑布置和抗变形设计提供了依据。     

老采空区残余变形监测技术与预计方法述评

地表残余变形是由老采空区引起的地质灾害之一,对老采空区上方建(构)筑物产生不利影响.多年来,针对老采空区的残余变形监测方法与预计模型研究取得一定的进展.通过梳理现有研究成果,对已有残余变形监测技术在精度及工作有效性方面进行总结分析,结合多种开采沉陷预计方法,对其构建的残余变形预计模型及其适用性进行介绍.在此基础上,对更...     

采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形预计方法与应用

为预计采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形,以阳泉市采煤沉陷区"光伏领跑者"计划技术基地某光伏地块为研究对象,在分析煤层埋藏特征、开采方法和地表煤矸石堆积、沉降变形特点的基础上,研究了老采空区地表残余变形和煤矸石高填方沉降变形预计方法,提出了2种变形联合预计的技术思路,预计结果为采煤沉陷区光伏建设提供可靠依据。     

老采空区地基稳定性评价及分区研究

为了研究老采空区地基稳定性问题,以徐州市经济技术开发区某场地为例,从采空区三带模型出发,对采空区地表变形机理及基本规律进行研究,在此基础上结合矿区煤层可采边界及地表移动变形参数,使用地表开采沉陷预计系统MSPS对采空区引起的地面残余变形程度进行预测。研究结果表明:目前场地地表移动变形的活跃期已经结束,未来的地表沉降变形将以残余变形为主,并根据残余变形程度对采空区稳定性进行合理分区,进而对工程建设提出指导建议。     

地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析

采用数值模拟计算,通过对覆岩移动过程的模拟研究,指出了地表沉陷由岩体变形破坏到岩体密实沉陷的发展过程,揭示了岩体密实沉陷延续是引起地表残余沉陷变形的机理;通过对岩体密实阶段地表沉陷分布规律的模拟研究,证实地表残余变形可以用概率积分法进行预计。根据数值模拟及现场实测数据,确定了长壁开采条件下地表残余沉陷变形的概率积分法预计参数。     

煤矿废弃老采空区地表残余变形计算

根据一定采深条件下废弃老采空区残余沉降特点,以概率积分模型和开采沉陷的碎块体理论为基础,采用极限沉降预测法进行了老采空区地表的移动和变形计算。计算结果显示,地表潜在的残余移动变形值不大,只要对各建筑物采取适当的抗变形结构措施,是可以保证安全的。     

长壁开采老采空区注浆充填范围确定方法

浅部老采空区注浆充填是保证老采空区建筑物地基稳定的有效措施,在确定充填治理范围时,目前大多采用正在开采的地表移动角确定注浆充填范围,这将导致充填范围过大,造成不必要的浪费,为此,基于国内开采沉陷资料,首先建立了正在开采的地表移动角与深厚比的关系,然后在分析老采空区变形机理基础上,提出了残余移动角的思想,根据残余移动与正在开采的地表移动相似性,建立了残余移动角与老采空区开采深度、等效开采厚度之间的关系,给出了老采空区充填注浆范围的确定方法,为老采空区充填治理范围的确定,提供了可靠的理论和方法.     

利用差分干涉测量技术监测煤矿区开采沉陷变形的初步研究

近年来,差分干涉测量技术（D-InSAR）越来越多地被应用于地表沉陷变形监测方面,如地震、地下水过度开采等造成的地表形变,地下煤炭资源开采所造成的地表形变具有影响空间范围小、沉降速度缓慢的特点,而差分干涉测量的精度又易受大气、时间和空间基线等因素的影响,因此,利用D-InSAR对煤炭资源开采沉陷所造成的形变进行监测,具有更大的难度。为了验证D-InSAR技术对于该类沉陷的监测能力,选择了地表观测记录资料较为翔实、沉陷灾害比较严重的山西潞安矿区作为研究区域。结果表明,利用D-InSAR技术可以比较容易地确定地表沉陷的位置和分布范围,具备监测采煤沉陷地表变形的能力。下一步的研究,是希望建立基于D-InSAR技术的稳健、经济、高效的煤矿区开采沉陷变形监测系统。     

采动地表沉陷全过程预计方法与存在问题分析

精确、可靠的开采沉陷预计结果既是井下工作面优化设计、采动损害程度评价的重要依据，也是土地复垦、生态重建设计和老采空区地表再利用稳定性评价的基础。随着实践认识的提高，开采沉陷的研究热点也逐渐从传统的移动稳定的终态预计转向采动地表移动变形的动态预计；当连续6个月累计下沉不超过30 mm时，则认为传统的采动地表移动已经停止，但随着冒落破碎岩石的压实压密导致的缓慢残余下沉仍将持续，且残余下沉的预计也逐渐引起了研究者的重视。基于采动地表移动规律，将采动地表沉陷移动全过程划分为2个阶段：第1个阶段是包括初始期、活跃期和衰退期的地表动态移动变形期；第2个阶段为衰退期结束后的残余下沉期。针对第1个阶段，分析了现有预计方法的优缺点，提出了基于时间函数与概率积分法结合的开采沉陷动态过程预计方法和时空基准，明确指出了只考虑时间而不考虑开采过程进行动态预计、对比验证的错误，强调了终态预计只是动态预计的一个特例，且该动态预计只适用于滞后下沉而不适用于残余下沉的预计。针对第2个阶段，顾及冒落破碎岩石压实压密引起的残余下沉量小，基于衰退期下沉与残余下沉的连续性、残余下沉线性衰减性，给出了给定地质采矿条件下地表残余下...     

浅议徐州市西部煤矿采空区工程地质特点

徐州西部矿区煤矿开采历史有60 a,开采形成了大面积的采空区。西部矿区采空区的埋藏深度较大,地表沉陷范围广,沉陷差异也较大。通过对西部矿区煤矿开采资料的收集后,总结和归纳了西部采空区的特点,有利于掌握采空区地表移动规律。目前局部区域由于终采时间短,地表残余变形较大,尚存在不稳定的采空区,这对于建设工程的选址规划及土地利用造成不利的影响。研究西部采空区的特点,对该区域岩土工程勘察及场地稳定性和适宜性评价具有重要的意义。     

煤层开采地表移动过程的FLAC3D模拟研究

为减少现场布置大量测点来观测煤层开采地表移动全过程,采用FLAC3D软件模拟分析了煤层地下开采引起的地表移动过程,认为采用沿煤层走向方向每开挖2 m长度计算50步的方式可实现煤层的走向长壁开采,并对某一煤层进行了模拟开采,在模型的上表面经过开采中心点沿走向和倾向剖面线上共布置了36个下沉量和位移速度测点;得出主断面最大下沉量为94 mm,各监测点下沉量及位移速度与计算步数之间的关系曲线符合改进的地表移动Knothe时间函数曲线。     

InSAR测量技术在矿区地表沉降监测中的应用

为了探讨InSAR测量技术在矿区进行地表沉降监测的可行性,首先采用传统的GPS测量矿区的地表沉降情况,并获得GPS地表沉降监测数据,然后采用瑞士的GAMMA软件处理矿区的主辅两景InSAR影像,通过相位解缠等操作最终得到矿区地表的沉降图。以淮北某矿区一个工作面的地面观测数据为例,通过仿射变换进行坐标转换把地面上GPS观测点转换到对应的InSAR栅格数据阵列中,对比分析二者的观测数据,可以发现InSAR监测结果与GPS观测结果具有一致性,能够满足矿区地表沉降监测的精度要求。     

充填开采地表移动变形规律数值模拟分析

为了研究充填开采地表移动变形规律,简要介绍了地下开采引起的地表移动和变形5项指标对地表建筑物影响情况,分析了5项指标之间的内在联系和对地表建筑物造成破坏的直接原因,引入了地表“下沉梯度”和“水平移动梯度”的概念,从而对充填开采提出了新的评价指标和要求,在减缓地表下沉量和水平移动量的基础上,需要重点关注对梯度的控制情况。针对新阳矿十采区10203充填开采工作面现场条件建立FLAC3D数值模型,对比分析充填法和垮落法开采的地表移动梯度变化规律。研究表明:充填开采减小了地表下沉量和水平移动量,显著降低了地表下沉梯度和水平移动梯度,地表趋近于均匀下沉和连续变形,能够有效地保证地表建筑物的安全。     

深井条带开采地表沉陷规律分析

为掌握煤炭深部开采带来的地表沉陷规律,根据矿区实情并参考以往设站参数建立区域观测站。通过4年多连续不间断的监测,拟合出该矿区地表下沉曲线及水平移动曲线,求出概率积分法所需各种移动变形参数。分析结果表明：深部开采时的基岩厚度增大,影响地表移动变形的因素多,地表沉陷在倾向上最大影响范围超过700 m,相应的盆地边缘移动变形值小。条带开采地表下沉比较平缓,没形成大的沉陷盆地,一次采全高情况下地表沉陷值相对较大,地面出现了塌陷区。采全高与条带开采的边界角相差不大,相同的开采影响范围内,条带开采下沉值较小,地表下沉盆地相对平缓。     

钱营孜煤矿地表沉陷的D-InSAR监测

以安徽恒源煤电（皖北）的钱营孜煤矿为试验区,利用两景L波段的ALOS PALSAR影像,采用“两轨法”差分干涉技术获取了该矿区在2010年1月13日到2月28日间的地面沉陷信息,并与同一时期该矿区地面监测站所获取的沉降变形数据进行了比较。结果表明,与地面站水准测量的结果一致,说明使用该技术能很好地完成监测平原地带的煤矿区地面沉陷的任务。     

浅埋厚煤层综放开采地表移动规律实测研究

为研究浅埋厚煤层综放开采条件下的地表移动规律,在万利矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站进行观测,通过分析地表移动变形实测数据,得出了该区条件下综放开采的地表移动规律。结果表明：工作面采深小、开采范围大,地表移动和变形值较大,其地表移动盆地的分布特征基本符合概率积分法模型,其综合下沉系数为0．78,主要影响角正切为2．8,拐点偏移距系数为0．14。     

GPS-RTK联合水准仪在充填工作面地表高精度动态监测中的应用

 岱庄煤矿2351工作面为膏体充填工作面,采用全采全充的采煤方式,地表预计变形很小,传统监测地表变形的方法难以满足高精度的要求。为了符合岱庄煤矿测量区域高精度的要求,探索出GPS动态测量与高清电子水准仪相配合测量充填工作面地表变形的作业方法,在实际的测量中取得了良好的效果。     

采动条件下矿区铁路及站场变形预计系统研究

针对铁路下的煤层被采出后,采空区上方的岩层和地表移动导致的铁道线路及其他建筑物移位的问题,提出了厚煤层条件下放顶煤开采区的矿区铁道线路及站场道岔群的沉陷预计系统,掌握铁道移动与变形特点及动态变化规律,从而提出合理的线路维护措施尤其是铁路站场道岔群变形的治理技术,可保障铁路运输生产的正常进行及行车安全.     

基于MSPS系统和FLAC3D软件的地下开采地表沉陷预测分析

地下开采可能诱发地面建(构)筑物变形及地表环境破坏,造成巨大损失。为研究地下开采后能否消除对地表建(构)筑物的安全影响,以拟采用充填采矿法开采的某金矿为工程背景,依据地下开采地表沉陷理论,运用MSPS和FLAC_^3D相结合的方法,对充填开采后地表沉陷进行预测分析与对比印证,确定矿区充填开采后地面沉陷范围与大小。预测分析结果表明：该矿采用充填法开采,并采取合理的安全对策后,由地下开采所诱发的地面沉陷变量均未超过地面保护对象的地表允许变形值,满足建(构)筑物保护等级的要求;MSPS系统预测的地表最大下沉值偏大,而FLAC_^3D软件预测的地表最大下沉值较小,可能与数值模拟岩体力学参数取值有关,两种方法预测的地表最大下沉值都在允许变形范围内。分析结果对该矿安全设施设计以及类似矿山地表稳定性分析具有参考价值。     

GPS-RTK在矿区沉降监测中的应用

 文章首先提出GPS-RTK已经得到广泛应用,然后对GPS-RTK与全站仪精度的进行分析,得出GPS-RTK在矿区形变监测中具有一定的优势。通过实验来验证GPS-RTK与全站仪在矿区形变监测的数据,可知二者的监测数据具有很高的一致性。因此GPS-RTK在矿区沉降监测中具有广阔的应用前景。