采煤沉陷影响下高速公路内部应力分布研究

根据高速公路的结构特点,建立了具有普适性的数值模型,模拟高速公路受采煤沉陷影响的全过程。通过对工作面推进中高速公路内部水平应力及垂直应力分布变化的研究,得出:采煤沉陷影响下,行车荷载对高速公路内部应力的分布影响较小,路基与路面的下沉存在不一致性,这与路面材料的强度有关,高强度路面表现出较强的抗沉陷能力。基于对高速公路路面开裂及凸起破损的现场勘察,分析了路面内水平应力分布于水平变形分布的相似性,从力学的角度解释了上述路面损坏发生的原因,并提出了控制采煤沉陷对高速公路破坏性影响的对策。     

黄玉川煤矿沉陷区公路快速修复与治理

公路建设提高了矿区及周边地市的出行速度与出行质量,对于受采煤沉陷影响的公路治理,常采用封路且标准化路面重建、局部封路标准化修复、快凝材料快速修复、预制板机械吊装快速修复等方法进行道路的重建或修复;该类工艺存在或因修复路段过长而增加建设费用,或因无法适应地表剧烈移动变形、或无法避免工作面二次采动影响、或造价高、或封闭且重建道路周期长等特点,不适用于煤矿采煤沉陷区。为解决路面移动变形大、范围广、多次扰动的采煤沉陷损坏问题,以黄玉川煤矿西青线公路为背景,首先对工作面开采后地表移动变形进行计算分析,基于路面与地表的移动变形数值差异,结合当地路面移动变形损害阈值、路面抗采动能力等,建立了西青线路面移动变形与地表移动变形的关系方程;其次依据路面损坏分区判别准则对西青线路面损坏进行了分区;然后开展了各分区的路面快速维修技术工艺研究与实践。研究及工程应用表明：结合地表与路面的移动变形关系方程,将路面损坏分为一般裂缝区与非连续型裂缝区;轻微变形裂缝区域路面采用灌封处理,剧烈变形非连续型裂缝区域采用六角形混凝土砖及其附属工艺进行路面快速修复处理,地表移动变形稳定后再进行标准沥青路面的重铺。     

采煤沉陷区上方建设天然气管线基础稳定性研究

采煤沉陷引起的地表移动变形会对天然气管线造成损坏性影响,从管线坡度的变化、竖曲线的变化、横向移动变形、水平拉伸和压缩变形及管道应力变化等方面分析了采煤沉陷对天然气管线的影响问题;描述了采煤地表移动变形时间过程中的初始期、活跃期和衰退期地表下沉量和所经历的时间过程;在考虑地表下沉还没有达到完全稳定结束及存在部分残余下沉量的情况下,讨论了地表沉陷残余变形的计算方法;最后给出了在采煤沉陷区上方建设天然气管线的安全技术措施。     

旺格维利充填采煤条件下覆岩及地表变形特征

综合旺格维利采煤法和短壁式充填采煤法的特点提出了旺格维利充填采煤法。以王台铺煤矿XV23(09)工作面建筑物下开采为工程地质背景,采用实验室物理相似模拟及现场工业性试验的方法研究旺采充填采煤条件下的覆岩和地表变形特征。相似模拟结果表明,地表最大变形量的相似模拟预计值和现场实测数值基本吻合,两者所得各地表变形指标的最大值均小于国家规定的建筑物Ⅰ级损坏等级指标,XV23(09)工作面对应地表建筑物没有损坏。     

三元中能矿2306工作面地表沉陷变形规律研究

深入了解、掌握地表沉陷变形规律是安全进行“三下”采煤的基础,尤其是在采用综放或一次采全高等对地表沉陷变形影响较大的采煤方法时,研究掌握地表沉陷变形规律很有必要。通过在三元中能矿2306工作面地表建立岩移观测站,在进行大量现场观测、理论综合分析等的基础上,得出一次采全高条件下沿工作面走向、倾向的沉陷规律,以及部分岩移规律,为安全进行“三下”采煤提供数据支撑,为同类型“三下”采煤的现场管理提供参考。     

山西吕梁山脉地带煤矿工作面地表沉降移动参数的分析与应用

为了掌握山区煤矿开采引起的地表与岩层移动规律,建立了崖坪煤矿11208工作面观测站,得到地表移动角量、动态变形和预计参数等;掌握地下开采引起的地表移动与变形规律;为吕梁山脉地表塌陷及损坏等级提供技术参数;为类似煤矿的安全生产、"三下"采煤、土地复垦与环境治理提供科学的依据。     

高等级公路在开采影响下的破坏现象探讨

根据地下开采引起的地表破坏现象,借鉴建筑物下、水体下、铁路下采煤,结合高等级公路自身属于带状建筑物的特点,分别讨论了地下开采引起的地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形对高等级公路的破坏现象。地下煤炭被采出并达到一定规模后将引起采空区上覆岩层冒落破坏,继续开采,破坏现象将影响到地表,引起地表移动变形,导致地表建筑物、构筑物受到不同程度的破坏。对于高等级公路,地下开采影响到路基路面后,将使高等级公路产生路面移动盆地、路面台阶和裂缝、路面塌陷坑和塌陷槽、路基高路堤沉陷以及边坡坍方等破坏现象。     

程潮铁矿井区变形监测分析及处置建议

程潮铁矿东主井和西风井区相继出现地表裂缝和井筒开裂现象,且地表裂缝范围在不断扩大,已经对东主井和西风井的结构安全构成威胁。为此,主要依据井筒开裂和地表裂缝的现场调查以及在变形监测的基础上,对井筒结构及地基变形开裂的岩体力学机理进行分析,探讨了东主井和西风井井区地表变形和井筒开裂的成因,得出地下水疏干和地下采矿是引起地表变形和地面塌陷现象的直接原因,而矿区工程地质构造和水文地质条件等对地表变形特征产生影响,并提出了相应的减缓井区地表变形的措施。     

开采沉陷影响下高速公路变形破坏的试验研究

通过相似模型试验模拟,研究了煤矿开采沉陷影响下高速公路路基与路面的变形破坏规律,试验表明：路基随地表发生连续、渐变、有规律的变形,其内部发育的裂缝随工作面的推进逐渐闭合压实;路面破坏前与路基之间存在空区,路面内部有竖向裂缝发育。得出了路面与路基且与地表沉陷变形不一致的结论。并提出路面基层出现断裂是高速公路受开采沉陷影响发生破坏的标志,利用线弹性断裂力学理论推导出高速公路发生断裂破坏判据的力学计算式,解释了开采沉陷影响下高速公路变形破坏的机理。     

亭南煤矿村庄下105工作面条带分段限高开采数值模拟研究

为实现村庄下煤炭资源的安全开采及地表变形的有效控制,基于条带开采理论研究和现场实践,提出了条带分段限高采煤法,运用了FLAC3D对开采过程中地表的变形情况进行了数值模拟研究,结果表明:条带分段限高采煤法可以有效减少地表沉陷和变形,保护采区上部建筑物,为"三下"开采提供安全保障。