采煤塌陷区上方大型厂房建设技术研究

针对采煤塌陷地上建设大型厂房的安全技术问题,以平顶山市某机械制造公司拟建厂区为例,在分析地下采空区特征及分布情况的基础上,通过选取合理的计算参数,采用概率积分法计算了建设场地后续的地表残余沉陷变形。采用经验公式计算了老采空区垮落裂隙带高度,并对比建筑荷载影响深度评价了地基稳定性,分析了老采空区"活化"的可能性。研究表明:新建厂房下方存在3层煤采空区,建筑物后续将承受Ⅰ级残余沉陷变形,由于采空区采深较大不会导致"活化"情况发生。根据地表水平变形这一影响大型钢结构厂房安全性的主要因素的量级情况,提出了针对大型厂房结构特征的抗变形技术措施。工程实践表明,老采空区上建设大型建(构)筑物是安全可行的,可以兼顾功能需要和安全性能,具有较好的技术经济效益。     

穿越老采空区的高速公路路基变形损害评价指标研究

针对目前老采空区上方高速公路损害变形评价指标研究不足的问题,运用开采沉陷理论、力学原理和数学方法及相关的道路规范,对老采空区上方路基损害变形评价指标进行了研究。研究结果表明:不同的道路线形、速度等条件下,应以不同的评价标准进行判定;与以往采用的损害变形评价指标相比,有较大不同,允许的倾斜变形值较大,曲率、水平变形值较小;最终将理论结果应用于实际,得到较好的验证。     

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。     

韩王矿巷式充填开采技术及地表移动变形实测研究

针对韩王矿井下巷道保护煤柱周围地质条件复杂,以及上方地表构筑物(厂房、民居、排水泵站等)众多的问题,提出了一种巷式充填开采方法,并通过组合梁和弹性力学理论确定工作面开采宽度,根据地表观测数据的分析得到了地表移动变形预计参数,并计算得到地表建筑物的移动变形值,最后提出了用地表减沉系数来反映充填开采对地表沉陷的控制效果。研究表明:巷道保护煤柱采用巷式充填开采方法能较好地处理压煤问题,且巷式充填开采工作面安全宽度为4m;通过拟合得出的岩移参数对保护煤柱开采进行预计,得出工作面上方厂房的损害等级达到I级,而周围小区建筑物不受影响,同时分析韩王矿充填开采减沉率效果不甚理想的原因,提出了相应的改进措施。     

PCA法在非充分采动条件下地表沉陷分级中的应用

在综合分析影响地表沉陷地质因素的基础上,采用主成分分析（PCA）的方法,建立了非充分采动条件下,基于地表沉陷变形地质影响因素的综合评价模型,并以所构造的主成分作为评价地表沉陷的基本指标,确定了不同沉陷形式主成分值的范围.该方法综合考虑到各影响因素的交互影响,为评价地表沉陷、变形提供了科学依据;同时主成分中各指标的系数在某种程度上表明各因素对地表沉陷变形的影响效果,也为地表沉陷预测及维护提供了科学依据.     

PCA法在非充分采动条件下地表沉陷分级中的应用

在综合分析影响地表沉陷地质因素的基础上,采用主成分分析(PCA)的方法,建立了非充分采动条件下,基于地表沉陷变形地质影响因素的综合评价模型,并以所构造的主成分作为评价地表沉陷的基本指标,确定了不同沉陷形式主成分值的范围.该方法综合考虑到各影响因素的交互影响,为评价地表沉陷、变形提供了科学依据;同时主成分中各指标的系数在某种程度上表明各因素对地表沉陷变形的影响效果,也为地表沉陷预测及维护提供了科学依据.     

地下采动影响下地表沉陷的分析

三山岛金矿直属矿区属于滨海矿床,矿体开采技术条件复杂,上覆岩层或者地表沉陷都有可能导致海水大量的渗入,为确保矿山安全,采用有限元数值软件对直属矿区深部取消点柱后的矿体建立模型,通过计算下沉、水平位移、倾斜、曲率、水平变形、扭曲和剪应变等指标,定量的分析取消点柱后地下采动对地表沉陷的影响。结果表明,三山岛金矿直属矿区深部开采取消矿柱后上覆岩层不发生破坏,对地表建筑物不构成影响。     

沉陷区残余变形对新建筑物的影响

以某矿区矿山开采工程实际为背景,选择沉陷区中有代表性的典型变形区,设计了回填地基、筏板基础和框架结构;在此基础上,系统地模拟了地表残余变形对基础及框架结构的作用特点,研究了建筑结构应力与应变集中区域及其分布特点,并对整体安全性进行了评估,探讨了不同区域的影响属性,找出了沉陷区中对建筑物安全影响最小位置及其建筑结构的应强化配筋区域。     

挤压构造应力及自重应力作用下的采煤沉陷对比实验

对地质、采矿条件相同的2个模型,分别在受挤压构造应力和自重应力作用下,模拟由地下采煤引起的地表沉陷过程。模拟结果表明,在挤压构造应力和自重应力耦合作用下,煤层顶板移动出现较晚,地表移动变形范围较小,损害程度相对较弱;不计构造应力,模型只受自重应力作用时,煤层顶板移动出现较早,地表移动变形范围较大,损害程度相对较强烈。因此,煤矿区构造应力是采煤沉陷中不可忽略的影响因素,对井工开采过程中的地表环境损害有重要控制作用。     

开采沉陷区建设大型厂房地基基础的处理

通过工程实例，说明在开采沉陷区进行大型工业厂房建设，针对地表的破坏和变形条件，采取的抗变形结构和地基基础处理措施。