采动区地基、独立基础与框架结构共同作用的力学模型

根据采动区地表变形的规律和独立基础框架结构受力和变形特点，采用合理的地基模型、基础与上部结构共同作用模型和开采沉陷模型，综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论，建立了采动区地基-独立基础-框架结构共同作用的理论计算模型，该计算模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响，从理论上揭示了建筑物位于下沉盆地不同位置时，地表变形与建筑物附加变形和附加内力的关系，并推导出计算采动区建筑物附加变形和附加内力的计算公式，通过计算实例进行了验证，为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论计算依据．     

采动区钢框架结构柱脚的内力变化规律

以煤矿采动区采动过程地表的动态变形规律为基础,采用有限元软件模拟了地表钢框架结构柱脚在整个地表动态变形过程中的内力变化规律.分析了柱脚内力与地表变形之间的关系及其柱脚最大内力值对应的地表位置,并将地表变形引起的框架结构柱脚附加内力和初始内力值进行对比,结果表明抗采动钢框架结构柱脚设计应当考虑附加内力的影响.     

采动引起的地表变形对框剪结构的影响

利用通用有限元计算软件ANSYS进行分析,采用固定支座模型,人为地给柱脚支座以支座沉陷,以此模拟不均匀沉降.对框剪结构在采动引起的3种不同地表变形作用下进行了计算,得出了结构在不同地表变形作用下,上部结构内力的变化及分布规律.为研究采动影响下地表变形对建筑物的影响提供参考.     

露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律研究

为研究露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律,结合平朔安家岭露天矿南排土场边坡的实例,采用FLAC^3D程序进行了数值模拟计算．采用该程序内嵌FISH语言生成了台阶状边坡地表的移动和变形等值线,并分析了边坡受力特点及其稳定性．结果表明：露天煤矿台阶状边坡体的采动沉陷规律表现出很明显的“台阶”分布特点;台阶状边坡地表的移动范围比平地地表要小,但变形却更剧烈,且在各台阶平面处形成变形集中;台阶状边坡地表的水平变形仍然呈现出采空区中间受压,两端受拉的特点;台阶状边坡在地下开采扰动下的稳定性应考虑采空区的时空效应．     

地基沉陷建筑物承受附加作用力的计算方法

针对地基沉陷对建筑物的作用，研究受地基沉陷影响建筑物产生的附加作用力．分析了地表水平变形、地表曲率变形引起建筑物的附加作用力和层间水平砌体带所受附加剪力及其产生的附加弯矩，给出了其计算公式．对分析建筑物受地基沉陷影响的程度和使用的安全性，研究地基沉陷区已有建筑物的保护，以及进行地基沉陷区新建建筑物的设计具有指导意义．     

山区地下深部临近采煤工作面地表沉陷规律研究

为了揭示山区地下深部临近采煤工作面地表沉陷规律,以晋城煤业某矿1310工作面为研究对象,采用实测研究方法分析地表动静态特殊沉陷规律。结果表明：山区地下深部临近采煤工作面地表移动盆地平底部分下沉值严重不对等,变形值也不再为0,上、下山方向下沉曲线拐点偏向煤柱上方一侧;走向边界角63.1°,走向移动角72.8°,走向拐点偏移距148 m,上山拐点偏移距-20 m,下山拐点偏移距-21 m。这是因为高反坡作用减弱了原有沉陷程度和沉陷范围,致使地表采动影响范围减小,边界角和移动角增大;临近采煤工作面则相反,增强了原有沉陷程度和沉陷范围,扩大了地表采动影响范围,致使移动变形曲线变缓,减小了拐点偏移距,拐点转移到煤柱上方,致使上、下山拐点偏移距为负值。研究成果可为类似条件下沉陷规律揭示与沉陷预测提供参考。     

采动区建筑物地基、基础和结构协同作用模型

受采动影响建筑物的移动变形和附加应力分布规律十分复杂，与建筑物的长度、高度、建筑材料、结构、刚度、地基性质、地下开采情况、建筑物所处的位置等多种因素有关．本综合采用矿山开采沉陷学、矿山岩体力学、数理科学等多学科的知识，建立了采动区建筑物地基、基础与结构协同作用力学模型．该模型可以计算采动区建筑物移动变形和各种附加内力，并采用可视化VB语言编制了相应的计算程序，通过计算示例进行了验证，为今后采动区建筑物的保护和设计提供了理论基础和计算工具．     

采动区桩基负摩阻力数值模拟分析

利用地表沉降规律和概率积分法对地表土体的沉陷预计,建立与理论相符合的有限元模型。对地表土体的沉陷模拟知,采动桩基负摩阻力是由桩底土体首先发生沉降而引起的,这与天然地基土条件下桩基负摩阻力的产生机理不同;对桩顶进行逐级加载分析表明,桩顶荷载对采动区桩基中性点位置有较大影响,随着桩顶荷载的增加,采动区桩基中性点位置逐渐下移。     

地表变形引起钢框架结构附加内力和变形的试验研究

为了揭示地表变形对钢框架结构的影响规律,根据地下开采引起的地表变形规律,采用物理相似模型试验,研究了单一地表变形和组合地表变形影响下,平面钢框架结构的附加内力和附加变形的演化规律,得出了单一地表变形和组合地表变形均会引起钢框架结构产生附加内力和附加变形,而且地表组合变形对钢框架结构的影响远大于单一地表变形,在组合地表变形中,水平变形主要引起钢框架结构产生附加内力,竖向变形主要引起钢框架结构产生附加变形。组合地表变形是引起平面钢框架结构破坏的主要因素。     

PTS采动沉陷模型研究

在厚积冲层条件下，采动沉陷盆地基岩上表面形成的下沉空间可以认为是采空区向上传播的结果，也是地表得以下沉的必要条件，由于冲积层结构松散，抗弯能力低，与基岩相比，属于软弱层，而基岩对整个上覆岩层的移动变形及破坏过程起着控制作用，因此，基岩可 地表沉陷的控制层，本文采用不同的思路和方法来建立厚冲积层条件下的采动沉陷的控制层。本文采用不同的思路和方法来建立厚冲积层条件下的采动沉陷模型，并推导出了计算公式最     

Influence of Underground Mining on Ground Surface and Railway Bridge Under Thick Alluvium

1 Introduction Ground surface movements, induced by under- ground mining as a kind of man-made geological ca- tastrophe, has been a major issue of geoenvironmental concern[1]. These not only destroy farm land and building structures but also influence the biological environment. Study of the pattern of mining-induced ground movements and its variation over time is very important for the protection of buildings. Up to now, some patterns of ground movement over mining areas have been known, but …     

综采放顶煤地表移动规律特殊性

调查分析了兖州矿区鲍店矿综采放顶煤工作面和普通综采工作面地表移动观测站实测资料．研究结果表明：综放开采时地表移动更加剧烈,地表危险移动范围增大,超前影响范围超过常规分层开采约４０％,下沉活跃期占总移动时间的７１．４％,活跃期下沉量约占总下沉量的９５％．研究还表明,采厚是控制超前影响角和最大下沉速度滞后角的重要因素之一,地表充分采动区存在的残余变形现象更加明显     

Subsidence control method by inversely-inclined slicing and upward mining for ultra-thick steep seams

Ultra-thick steep coal seam mining will inevitably lead to the increase of greater and violent ground subsidence and deformation. A subsidence control method by inversely-inclined slicing and upward mining is proposed in this paper. By this method, the sequence of collapse of overlying strata and the direction of propagation of strata movement are changed, the extent of roof-side deformation thereby is lessened, and boundary angle of roof-side subsidence is reduced by 5°–10°. The mechanism of this mining method for control of strata movement has been evidenced by numerical simulation and experiments with similarity materials. A subsidence prediction model based on the variation of mining influence propagation angle can be used to evaluate the surface movement and deformation of the mining method. The application of the method in No.3 Mine in Yaojie mining area has yielded the expected result.     

Study of “3-Step Mining” Subsidence Control in Coal Mining Under Buildings

Mining subsidence damage is the main factor of restricting coal mining under buildings. To control or ease effectively the degree of mining subsidence and deformation is essential to resolve this problem. Through analyzing both advantages and disadvantages of some technologies such as mining with stowing, partial extraction and grouting in separated beds of overburden, we used the principle of load replacement and propose a “3-step mining” method, a new pattern of controlling mining subsidence, which consists of： strip mining, i.e. grouting to fill and consolidate the caving zone and retained strip pillar mining. The mechanism of controlling mining subsidence by using the “3-step mining” pattern is analyzed. The effect of the control is numerically simulated. The preliminary analysis shows that the “3-step mining” can effectively control ground subsidence and deformation. By using this method, the ground subsidence factor can be controlled to a value of about 0.25. Coal recovery can reach 80%-90%. Coal mining without removing surface buildins can be realized and the economic loss resultin from round subsidence can be greatly reduced.     

开采沉陷数据的可视化研究

利用C#语言实现了煤矿开采地表移动与变形等值线（下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形）的绘制,在此基础上进行了影响区域任意两点间的剖面线的绘制,基本实现了开采沉陷数据的可视化,可对采区上方建筑物进行了破坏等级划分,从而判别建筑物是否受到地下开采的影响以及受到开采影响的程度。     

An investigation of surface deformation after fully mechanized,solid back fill mining

The surface deformation after fully mechanized back filling mining was analyzed. The surface deformation for different backfill materials was predicted by an equivalent mining height model and numerical simulations. The results suggest that: (1) As the elastic modulus, E, of the backfill material increases the surface subsidence decreases. The rate of subsidence decrease drops after E is larger than 5 GPa; (2) Fully mechanized back fill mining technology can effectively control surface deformation. The resulting surface deformation is within the specification grade I, which means surface maintenance is not needed. A site survey showed that the equivalent mining height model is capable of predicting and analyzing surface deformation and that the model is conservative enough for engineering safety. Finally, the significance of establishing a complete error correction system based on error analysis and correction is discussed.     

开采沉陷预计分析系统研究

介绍了在MapInfo 6.0平台上用MapBasic和Visual C++ 6.0语言进行二次开发设计出的开采沉陷预计分析系统。主要介绍了系统的开发平台、运行环境、系统的结构及其功能,以及开发系统所涉及的关键技术。Visual C++ 6.0中的ODBC技术提供的Access数据库将其与MapInfo 6.0有机结合起来,对开采沉陷预计的相关数据进行操作和分析,从而预计出地表移动变形的范围、程度和趋势等,实现了开采沉陷预计分析的可视化。     

大采深巨厚砾岩综放开采地表沉陷规律

以常村煤矿工程地质资料和地表移动观测站资料为依据,详细分析了2113工作面地表终态下沉、动态下沉和终态水平移动的特征,从机理上研究了大采深巨厚砾岩开采条件下地表形变异常的原因.通过走向方向最大下沉点下沉速度的变化规律和工程实测资料,得出了地表形变与井下冲击地压的关系,确定了地表移动与变形的角量参数.结果表明,受关键层的控制,在整个观测过程中,地表始终处于缓慢下沉状态,且在沉降过程中不存在下沉突变点;下沉速度的反弹可以作为冲击地压危险的预报信息,巨厚砾岩层的运动是发生矿震的主要力源之一.