高耸构筑物采动变形特征与地基精准注浆加固机理

高耸构筑物与一般建筑物不同,对地表移动变形量的响应与敏感性具有显著的特殊性。通过理论分析、数值模拟与工程实例应用等方法研究了高耸构筑物采动变形特征与保护技术。阐述了地表高耸构筑物采动变形特征的特殊性,并以高压输电线路铁塔为例,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,系统分析了地表下沉、水平移动、曲率、倾斜、水平变形对高耸构筑物采动变形的影响：地表倾斜导致铁塔屈服主要是由于塔基处轴向压应力达到其最大值,而拉伸(压缩)变形导致铁塔屈服主要是由于塔基处轴向拉(压)应力达到其最大值;基于高耸构筑物采动变形特征,提出并实施了高耸构筑物地基精准注浆加固技术,并通过理论分析揭示了地基精准注浆加固机理,得出基于地基下沉量的精准注浆压力理论公式;系统分析了精准注浆加固作用：注浆加固作用提高强度、注浆充填作用补偿下沉与注浆调斜作用矫正角度(倾斜);凝练出基于地基“下沉量-注浆压力”的高耸构筑物地基精准注浆加固技术核心内容,包括注浆依据、注浆时机、注浆位置、注浆作用与注浆机理;并在白坪煤矿广播电视信号铁塔下采煤进行了应用验证,研究结果表明：应用高耸构筑物地基精准注浆加固技术后,广播电视信号铁塔基础最大变形量(1...     

高压输电线铁塔采动损害与保护技术现状及展望

为了全面了解采动影响下高压输电线铁塔变形特征,解决煤矿面临的高压输电线铁塔压煤开采问题,从地表沉陷控制研究、高压输电线路铁塔下采煤实践、采动对高压输电线路及铁塔影响、高压输电线路铁塔保护技术等方面,总结分析了国内外高压线铁塔采动损害与保护技术的研究现状。分析结果表明:高压输电线路铁塔不是单一孤立的构筑物,而是由地基、基础、铁塔结构和导线等组成的空间结构体系,其变形规律与一般高耸建(构)筑物存在差异,现有采动区建(构)筑物损害评价及保护理论不适合。指出应研究建立基于地基基础、铁塔结构、线路协同变形理论的高压线铁塔下采煤安全防护理论和技术措施。     

喀斯特山区重复采动下地表沉陷预测研究

为保护矿区地表生态环境,提高喀斯特山区重复采动下地表沉陷变形的预测精度,首先理论分析了煤层采出后上覆岩层运移碎胀特征以及地表滑移机理,确定煤层采动引起山区地表移动变形的影响因素;在原有平地重复采动地表最大下沉值预测模型的基础上,考虑地表滑移对地表最大下沉值的叠加影响,构建了山区重复采动下地表最大下沉值预测模型,并结合数值模拟的方法,研究不同地面坡度下煤层采动对地表沉陷变形的影响;最后分别利用平地、山区重复采动下地表最大下沉值预测模型对采空区地表沉陷变形进行概率积分法预测,将预测结果与实测值进行对比分析.研究结果表明:基于山区重复采动下地表最大下沉值预测模型对采空区地表下沉值的预测精度较原有预测模型提高了1.4个百分点,水平移动值的测精度提高了4.3个百点分,表明山区重复采动下地表最大下沉值预测模型具有实用性,可为类似矿区的地表沉陷研究提供参考.     

矿山岩体采动影响与控制工程学及其应用

论述了矿山岩体采动影响与控制学的内容、特点、最新进展及其在煤炭工业与国民经济建设中的重要作用。矿山岩体采动影响与控制工程学的主要内容与特点是：研究对象所涉及的范围是从采场直至地表的整个采动岩体；不仅研究受采动岩体的应力、应变及其与原始状态的变化差异，而且研究采动岩体屈服后的大面积的大变形、大位移和大破坏；采动损害既具有不可逆性，又具有可逆性；采动岩体是可复用材料；采动影响的控制，不仅着眼于控制岩体的变形，而且着眼于控制受保护对象的变形．矿山岩体采动影响与控制工程学研究的新进展是：提出了岩体变形的空间分带论、地表变形的空间形态论、岩体和地表变形的地层结构论、岩体和地表变形的地层质量评价论。作者还提出了控制岩体采动影响的７种控制类型，即下沉、变形、水平移动、垂直变形、顶板破坏高度、底板破坏深度及集中应力强度。研究岩体采动影响与控制的意义在于：矿产资源开发及其充分利用；矿区地下和地面的环境保护；矿区水资源保护；矿区山体稳定与安全；矿区采动沉陷地的利用；矿区采掘安全与煤（矿）柱设计；矿山开采损害预测与治理规划。     

采动区桥体可靠性分析及抗变形技术研究

根据煤矿采动区地表沉陷变形规律和铁路桥结构特征，建立了合理的数值计算模型，研究了地下开采引起的地表移动变形对原桥体结构和地基产生的附加内力和附加变形的规律，提出了针对地表大幅度不均匀沉陷铁路桥的有效治理技术.通过现场实测研究受采动影响后桥体结构在动载荷作用下的动力性能；在桥下方工作面推进过程中，通过现场监测研究采动过程中桥体的安全可靠性.     

色连煤矿浅埋开采地表移动与变形规律研究

为了掌握色连煤矿采空区地表移动规律,通过理论分析、现场监测和数值模拟等方法的结合,分析了色连煤矿8101首采工作面地表移动变形规律,得出地表移动变形相应的基本参数和概率积分预计参数,为今后矿井在类似地质条件下的煤炭开采、保护煤柱的合理留设、环境保护等提供理论技术指导和参考。     

厚冲积层大采深条件下的地表岩层移动规律探讨

针对某矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动规律展开研究,通过建立地表移动变形观测站,获取了现场实测数据,采用理论分析和数值模拟等相结合的方式,求取了该矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动变形规律。利用1stOpt数据处理软件分析了地表移动变形特征,得到了实测岩移角量参数,采用1stOpt软件回归分析得到了地质采矿要素与岩移参数间的关系式;并通过数值模拟,分析了厚冲积层大采深条件下采动岩体的应变特征和地表移动变形分布特征。     

埋地天然气管道采动变形特征及安全距离预测

埋地天然气管道不同于一般建筑物，对地表移动变形值的响应与敏感性具有显著的特殊性。采用理论分析与数值模拟相结合的方法，系统分析地表下沉、水平移动、水平变形对埋地管道采动变形的影响；基于埋地管道采动变形特征，建立了采动影响下“地表-管道”协同变形理论模型；提出了新的管道安全性运行判断准则（管道力学特征进行管道失效判断）并应用于工程实践得到安全推进距离；通过数值模拟，分析了管道内部主应力的分布规律，并验证了理论分析结论及所提管道安全性运行判断准则的可行性和正确性，研究结果表明：所提的管道安全性运行判断准则较现有判断准则，工作面推进长度增加50 m，更能有效提高煤炭资源采出率。     

采动区建筑物移动变形及附加应力数值模拟研究

通过对采动区建筑物移动变形及附加应力数值模拟研究，建立了建筑物移动变形与地表移动变形之间的系列关系式；总结出建筑物附加地基反力和附加水平应力的分布变化规律；无论建筑物位于地表下沉盆地什么位置，建筑物都是下部应力最大，要增大建筑物的抗变形能力，重点应对建筑物下部基础进行加固；地基越软，建筑物附加应力越小，适当软化地基可以减小建筑物的附加应力，从而达到保护采动区建筑物的目的。     

采动区建筑物移动变形及附加应力数值模拟研究

通过对采动区建筑物移动变形及附加应力数值模拟研究,建立了建筑物移动变形与地表移动变形之间的系列关系式;总结出建筑物附加地基反力和附加水平应力的分布变化规律;无论建筑物位于地表下沉盆地什么位置,建筑物都是下部应力最大,要增大建筑物的抗变形能力,重点应对建筑物下部基础进行加固;地基越软,建筑物附加应力越小,适当软化地基可以减小建筑物的附加应力,从而达到保护采动区建筑物的目的。     

厚松散层矿区采动岩土体移动规律模拟试验研究

为揭示厚松散层矿区采动影响下上覆岩土体双层介质移动机理,对厚松散层下采煤岩土体的沉陷规律进行了模拟研究,并用实测资料进行验证。试验得出了厚松散层矿区采动影响下岩土体沉陷规律,并与一般条件下开采沉陷规律进行比较,指出松散土体沉陷规律有其特殊性。通过对岩土体沉陷值和采动程度的比较,表明了基岩体对地表沉陷的控制作用,阐述了基岩面移动盆地和地表移动盆地的差异性,揭示了采动影响下岩土体移动机理,为厚松散层矿区沉陷预计、受护物防护及矿井安全高效开采提供一定的参考依据。     

采空区地表移动变形规律研究

通过理论分析、现场监测和数值模拟等方法的结合,研究了魏墙煤矿1301首采工作面地表移动变形规律,得出地表移动变形相应的基本参数和概率积分预计参数,为今后矿区在类似地质条件的煤炭开采、保护煤柱的合理留设、环境保护等提供理论技术指导和参考。     

急倾斜煤层开采地表移动变形预计

针对新疆乌鲁木齐矿区急倾斜煤层开采的复杂采矿、地质条件,运用预计采动地表移动变形破坏程度的综合评价软件—Yhl-12预计软件,预计模拟了新疆乌鲁木齐矿区的地表移动变形情况,分析了在急倾斜开采条件下,引起的地表沉陷破坏基本规律和损害的特殊性。为急倾斜煤层开采条件下的矿井实施合理、经济、有效的控制开采方法提供了重要的依据。     

东胜煤田典型煤矿开采沉陷变形破坏研究

针对鄂尔多斯市东胜煤田煤矿开采沉陷引起的地表变形、破坏等问题，基于采动地表移动规律，结合东胜煤田典型煤矿岩移观测台账，采用非线性函数拟合法对采动引发的地表变形规律进行拟合；应用概率积分法进行对比验证，分析得出东胜煤田地表最大下沉速度与采矿条件之间的关系；应用极差和方差进行分析得出各影响因素中最大显著因素。以上研究成果以期为矿井工作面优化设计、采动损害程度评价预测以及采煤沉陷区的生态修复等提供基础参考和科学依据。     

厚松散层条件下开采引起的地表裂缝规律研究

采动裂缝是地表剧烈变形的现象,是地表变形与地形地貌及覆盖层综合作用的结果。本文根据两个矿区的实际裂缝观测实例,讨论了地表裂缝的分布形态和发生条件;分析了厚松散层条件下开采引起的地表裂缝特征。采用数值方法模拟岩层移动导致地表裂缝的过程,揭示了地表采动裂缝的动态分布规律。研究结果对于地表建筑物保护和土地整治具有指导意义。     

相邻工作面开采地表动态沉陷规律

为研究同煤层老采空区影响下的相邻工作面开采地表移动变形规律,在陕北榆神矿区金鸡滩煤矿建立了GNSS连续变形监测系统,通过对连续监测数据的分析处理,并结合FLAC~(3D)数值模拟,揭示了同煤层相邻工作面重复开采条件下的动态非对称性沉陷规律。研究表明:①受同煤层老采空区影响,相邻工作面在重复开采条件下,工作面中心两侧相同距离监测点的下沉值、下沉速度、水平位移及移动变形持续时间等并不相同,表现出极不对称性;②已破坏的老采空区岩层对重复开采响应快速,其移动变形更加敏感、剧烈,稳定时间较长;③数值模拟分析体现出,相邻工作面开采条件下地表下沉系数增大了5%,倾向方向地表移动变形影响范围增大了35.7%,走向主断面并未经过工作面中心,而是偏向老采空区一侧30 m,老采空区塑性破坏区高度增大了21.4%。分析结果对于相邻工作面重复采动条件下的地表移动变形预计、矿区土地复垦及矿区地面建筑物保护具有一定的参考价值。     

采动间接损害分析

本文分析了地层失水引起地表移动与变形的机理与计算公式，提出了层滑带引起地表损害的思想，“地层失水”与“层滑带”二次变形构成了采损害的主要因素，为有效地处理各类采动损害提供了理论工具。     

采动间接损害分析

本文分析了地层失水引起地表移动与变形的机理与计算公式,提出了层滑带引起地表损害的思想,"地层失水"与"层滑带"二次变形构成了采动间接损害的主要因素,为有效地处理各类采动损害提供了理论工具.     

村庄下压煤开采方案优化设计数值分析

为提高煤炭资源采出率且减小开采对地表建筑物和铁路的影响,防止开采期间可能出现的安全隐患,以九龙煤矿地质采矿条件为基础,提出3种开采方案,运用FLAC3D模拟软件对各方案开采地表各移动变形量进行预计,并分析对建筑物及铁路线的影响程度,选出最佳合理开采方案。结果表明,采用方案2进行开采,技术经济合理,安全性更有保障,地表移动变形对构筑物的采动损害综合影响程度较小。     

山区地形坚硬覆岩条件下地表沉陷规律研究

为掌握地表移动变形规律,在22105综放工作面上方设立地表移动观测站,进行了系统观测。结合实测资料和数值模拟,研究了潞宁矿区山区地形坚硬覆岩条件下的地表移动变形规律及特点,获得了相关岩移角值和沉陷变形预计参数。为矿区科学合理地开展"三下"采煤奠定基础。