受开采影响建筑物破坏等级的模糊评价

在分析研究了几种地下开采对建筑物破坏程度评价标准的基础上，总结出了影响建筑物破坏程度的三类主要因素，同时结合各评价标准中所存在的问题，提出了基于模糊数学原理的建筑物破坏等级的数学评价模型，并用实例进行了验证。     

河北省献县地面沉降易发性分区及防治建议

地面沉降是当今危害较大的一种地质灾害,严重影响区域内建设规划、经济、环境和社会协调发展,对城市发展及人类生命财产安全均有较大危害。献县位于河北省沧州市西部,是地面沉降发育较严重地区,是全国重点蓄滞洪区之一,对献县地面沉降进行易发区划分采取精准防控具有重要意义。本文通过选取深层地下水位、浅层地下水位、第四系厚度、累计沉降量、沉降速率、路网密度6个影响因子,以评价区各乡镇为评价单元,通过灰色关联度法确定地面沉降影响因子权重,利用ArcGIS空间分析功能进行叠加分析,对献县区域进行地面沉降易发性分区,同时提出了防治建议,为地面沉降科学防治提供依据。     

地面沉降与地下水开采问题的探讨

地面沉降作为一种广泛的地质灾害,会引起建筑物破坏、地表形成洼地以及公路、铁路和管线错断等危害.它不仅对地面设施造成很大的破坏作用,而且也会使地下环境发生变化,给工业生产、城市建设和人们生活带来的影响是深刻和巨大的,严重影响社会经济的可持续发展.地面沉降主要是由于人类过渡开采地下水引起的,地下水是我们居民特别是城市居民用水的主要来源.对地面沉降的概念做了介绍,分析了地下水开采引起地面沉降的机理,对地面沉降的预测进行了探讨,最后从尊重科学及人与自然协调和可持续发展的哲学观点出发,对地面沉降和地下水开采的矛盾的解决进行了探讨.     

超大直径泥水盾构穿堤施工技术

盾构掘进施工过程中,由于开挖破坏了地层原始应力状态,地层产生应力增量,特别是剪应力增量,引起地层移动导致不同程度的地面沉降。超大直径泥水平衡盾构掘进施工参数控制不当极易造成地面沉降差异过大,影响地面建(构)筑物安全和使用。对南京纬三路过江通道N线大直径泥水平衡盾构穿堤掘进施工进行总结,为类似大直径泥水平衡盾构穿越地面建筑物施工提供借鉴。     

建筑物下压煤开采地表变形预计及建筑物损害分析

为对建筑物下压煤进行开发利用,同时保护地面建筑物安全,以邯郸矿区某矿2103工作面工业广场下采煤为研究区域,采用概率积分法对地表变形进行预计,评定了主要建筑物的损害等级,并给出了合理开采的建议。研究表明：工业广场主要建筑物均不同程度地受到变形的影响,其中宿舍楼破坏等级为Ⅲ级,食堂、煤仓破坏等级为Ⅱ级,机修厂房破坏等级为Ⅰ级,结合地面监测结果可知,整个工作面开采地表变形预计结果与实际情况较吻合。     

采空区地表不均匀沉降规律监测分析研究

本文通过采空区实测数据和理论分析相结合,选取开采区上方存在的重要建筑物布设监测点,包括应急处理之后周边可能发生不均匀沉降的建筑物和InSAR计算筛选出的沉降较大的建筑物进行自动化沉降监测。采用自动化监测设备实时观测地面监测点的高程和地面沉降变化,分析沉降量的变化、曲线的走向和趋势以及应力变化对附着物的破坏程度;再对建筑物沉降监测设定报警值,分析监测数据是否存在超警情况。对采空区沉降规律监测分析有助于更好地指导矿区的开采以及采空区的二次开发利用或回填,为采空区上方进行生产活动和居住提供安全分析。     

建筑物下压煤充填开采优化设计研究

介绍了德国和波兰充填开采情况,在总结中国、德国和波兰的煤矿建筑物保护等级与地表变形指标及其他行业标准的基础之上,对充填开采地面建筑物变形控制指标提出了建议。指出建筑物下充填开采应综合考虑地质采矿条件、地表移动规律、地表被保护对象允许移动变形指标及工作面的充填能力等因素,建立了允许开采厚度、工作面充填率和工作面开采速度的优化计算模型,及充填开采减少建筑物损害的效益评价模型,为确保建筑物下安全开采,避免过度充填浪费充填材料增加生产成本,提供了理论优化计算与评价模型。     

变形沉陷预计软件与ArcGIS在地表变形沉陷三维可视化预计中的应用研究

以变形沉陷预计系统中概率积分法的优势,结合ArcGIS的三维空间分析功能,实现了地表变形沉陷的三维可视化预计。此方法为变形沉陷地质灾害范围及破坏级别的划分提供了一种新思路,使煤矿开采引起建筑物变形的评估工作更加方便、直观。     

广州某岩溶地区沉降变形监测

通过对广州某岩溶地区建筑物、地面沉降监测、地下水位测量,分析地下水位变化对地面沉降的影响,建立地面沉降与地下水位变化的经验公式,预测地面沉降发展趋势。     

矿体开采对地表的影响预测及技术防范措施

为了保证矿体的安全开采,采用有限差分程序FLAC3D模拟桂家冲铁(铜)矿矿体开采对地表的影响,计算了矿体开采过程中不同区域的地表及建筑物的变形量,并参照我国评判建筑物破坏等级的标准进行评判。模拟结果表明:岩层移动是一个自下而上传递的动态过程。采取合理的采矿方法才是控制地表沉降、防止地面建筑物变形和破坏的有效途径,同时提出了相应的开采工艺和建筑结构的技术防范措施。     

超高水材料跳采充填采煤法地表沉陷规律

为了研究超高水材料跳采充填采煤法地表变形规律及地表沉陷控制效果,以某矿区地表沉降观测数据为基础,研究了充填开采各阶段的地表变形规律;采用关键层理论,并结合FLAC 3D数值模拟实验,研究了跳采过程中的关键层破断及地表沉降之间的时空关系,分析了影响地表沉陷的主要因素,评价了地表沉陷控制效果。研究表明,采用该方法在平均埋深340 m,采厚为4 m的近水平煤层开采时,地表最大下沉值为1 174 mm,下沉系数为0.29,减沉率约为62.8%,采出率为89.2%,且下沉盆地范围明显减小。分析可知,充填可大大减小地表下沉量,跳采可控制下沉盆地的形态,有效的保护了地表重要的建（构）筑物。     

村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的沉陷影响研究

我国村庄等建筑物下压煤情况非常常见,为减少巷道的掘进长度、保证采区规划的方正与规整性、尽早出煤获得经济效益,许多矿井将开拓或准备巷道布置在村庄等建筑物的保护煤柱内。为解决村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的地面沉陷预计问题,提出将概率密度函数法用于建(构)筑物保护煤柱内巷道布置的地表沉陷预计中,同时对保护煤柱内巷道布置完全垮塌后地表下沉率、拐点偏移距等参数选取问题进行了探讨,并借助Matlab程序平台对巷道布置的地表移动变形进行了研究。研究及工程应用表明,概率密度函数法及极不充分采动条件下的巷道布置地表沉陷参数选取体系适用于村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的地表沉陷预计工作|结合砖混结构房屋建筑的极限拉伸变形值研究成果,得到保护煤柱内三条巷道布置的地表最大沉陷值约为双巷布置的1.24倍。     

村庄下厚煤层综合机械化矸石充填开采地表沉陷与变形分析

为解放村庄下浅埋厚煤层资源,延长矿井服务年限,同时保证地面建筑物的安全使用,需开展浅埋厚煤层综合机械化矸石充填开采控制地表沉陷变形研究。以潞安集团王庄煤矿52采区5201工作面为例,首先对该矿井矸石进行了一系列级配试验,以提高矸石充填体的充实率;然后根据综合机械化矸石充填开采工艺设计了3种充实率控制方案,同时基于等价采高开采沉陷预计分析得出3种充实率控制方案的地表移动与变形值;最后依据地面建筑物损坏等级、矸石充填量以及充填工艺等因素综合确定了最佳充实率控制方案。研究表明:该方案实施不但能确保地面建筑物的安全使用,同时还节约了矸石充填材料。     

特厚煤层充填开采对地表村庄的影响研究

随着煤炭资源的不断开发,"三下"(建筑物下、水体下、道路下)压煤问题越来越突出,充填采煤法成为"三下"压煤开采的有效方法。基于公格营子矿特厚煤层似膏体充填开采实践,通过充填开采地表沉陷实际观测和地表移动变形的预计分析,结合地表建筑的受损等级标准,就充填开采对地表村庄的影响进行了研究。结果表明,似膏体巷式充填开采控制地表下沉的效果良好,地表沉陷下沉系数为3.5%。特厚煤层全部充填开采后,村庄范围地表移动变形不明显,将不会影响村庄范围内的建筑物正常使用。     

基于栅格柱体单元的开采沉陷算法

基于栅格柱体单元技术和概率积分法,建立了采空区沉陷预测模型。预测模型把曲面分布采空区和曲面分布的地表栅格化后组成栅格柱体,充分考虑采空区在开采深度、开采厚度、煤层倾角、倾向的空间变化,同时基于C#和ArcGIS Objects技术编制了相应的控制软件,预测每一个栅格柱体单元的地表沉陷量,基于概率加法,所有栅格柱体单元在地表任意点的沉陷量之和为该点的地表沉陷量。在禹州采空区,常规模型预测结果、新模型预测结果与监测结果对比显示,地表沉陷量受地形条件影响明显。     

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。     

矸石充填开采及地表沉陷变形特征研究

矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性,并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了更简便准确的评估矸石充填后的效果,以新元煤矿为工程背景,首先概述了矸石充填设备的选型,考察了充填后的三个工作面的充实率,之后模拟计算了地面沉陷量,并通过现场实测来验证模拟结果。最后结合相关变形指标初步评估了该煤矿矸石充填开采对地表建筑物的影响。结果表明：新元煤矿三个工作面充填开采后的最大充实率为73%,最小则为36%;数值计算的地表沉陷量曲线与实测数据点相匹配,证明了模拟工作的可信度;模拟出来的三个工作面的可能最大地表水平变形值为0.15mm/m,可能最大地表倾斜变形值为0.35mm/m,可能最大地表曲率值为0.0022mm/m²;上述这些变形参数均小于相关的Ⅰ级变形指标,证明了矸石充填开采后对地面建筑物等的影响是非常小的。通过此数值模拟的方法提前对矸石充填开采引起的地表变形进行合理预测与评估是可行的。     

膏体充填参数对岩层移动控制作用数值模拟分析

为研究膏体充填开采对上覆岩层移动控制作用及地表沉陷影响,以某矿建筑物下固体废弃物充填采煤项目为工程背景,针对充填开采3个主要参数:充填体强度、充填率和压实率,充填效果评判标准选取地表最大下沉值和水平变形极值,利用FLAC数值模拟软件,采用控制变量的方法,研究了各参数对上覆岩层移动的影响。研究结果表明,为保证充填效果,充填体强度应不小于1.5 MPa,充填率不小于85%,压实率控制在20%以内。研究可为煤矿开采中膏体充填成巷技术的现场利用提供理论参考。     

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。     

急倾斜煤层充填开采的数值模拟

建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题,严重制约着矿区的可持续发展.充填开采是我国建筑物下采煤的主要技术之一,能有效解决煤矿开采造成的环境问题以及最大限度的控制地表沉陷.针对湘潭矿业公司二矿的实际情况,运用RFPA数值模拟软件,分析了急倾斜煤层开采过程中,全部垮落法开采、留区段煤柱开采、区段留煤柱充填开采时煤层顶板及地表的运动规律,计算结果表明,充填开采能改变上覆岩层的运动规律,显著减小岩层沉降,有效地控制地表位移.