采动区地面建筑物破坏原因分析及防护

本文分析了采动区不同地表变形对地面建筑物影响的破坏原因，总结了对新建、现役建筑物抗地表变形的方法，提出了采动区建筑物抗地表变形的几点建议，为采动区建筑物的研究和发展提供了科学的参考。     

采动区建筑物的保护措施研究

阐述了地下开采引起的不同地表变形形式对建筑物的危害,探讨了采动区建筑物的抗变形设计及其保护措施,对采动区建筑物保护提出了今后工作和研究的建议,进而拓宽了地下开采后地面建筑物保护研究的思路。     

采动区地基、条形基础与框架结构共同作用机理研究

本文综合应用结构力学、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–条形基础–框架结构共同作用力学模型。该力学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以及框架结构建筑物的基础和建筑物的长度等影响因素,从理论上分析了采动过程中上部结构变形、内力等变化规律及主要因素的影响规律,推导出计算采动区建筑物移动变形和各种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依据和计算工具。     

煤矿开采沉陷区地表与建筑物变形探讨

在分析采空区上部岩体结构破坏特征、地表移动变形及其对上部建筑物影响的基础上,提出了有效吸收抵抗采空沉陷区地表不均匀沉降及建筑物结构抗变形的设计思路,简要阐述了采空区建筑物地基与基础协同工作,并且对上部结构的构造措施提出相关建议。     

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.     

采动区地表变形对输电塔线体系的影响规律研究

利用ANSYS有限元分析软件建立输电塔线体系有限元模型,研究了采动区地表变形下输电塔线体系抗地表变形内力特性、输电塔线体系的极限抗变形能力和破坏机理以及塔线耦联作用对输电塔抵抗各种单一地表变形的影响,分析了输电塔线体系在各种地表变形组合下的薄弱杆件以及塔线耦联作用的贡献,得到输电塔线体系在不同单一地表变形下能够承受的地表变形值及其破坏形态。通过比较塔线体系中3个输电塔在单一地表变形下的内力变化,得到塔线体系耦联作用对输电塔抗地表变形的影响规律。     

厚表土层下采煤对地表及铁路桥的影响分析

以淮南某矿区为例,用有限元分析了厚表土层下煤矿开采引起的地表沉陷、地表倾斜、水平移动及孔隙水压的变化规律,总结了地表移动的基本特征和相关参数;同时分析了位于该矿首采区的铁路桥因地表变形产生的附加内力的变化,为采动区的建筑物保护提供了科学依据。     

采动区铁路桥的可靠性研究

根据煤矿采动区地表沉陷变形规律,建立合理的数值计算模型,研究地下开采引起的地表移动变形对原设计的桥体结构和地基产生的附加内力和附加变形规律,分析桥体在受采动影响后结构和地基的可靠性,研究有效的加固改造方案,确保在采动引起的地表不均匀、大幅度沉陷过程中桥体的安全可靠.     

厚表土层下采煤对地表及铁路桥的影响分析

以淮南某矿区为例，用有限元分析了厚表土层下煤矿开采引起的地表沉陷、地表倾斜、水平移动及孔隙水压的变化规律，总结了地表移动的基本特征和相关参数；同时分析了位于该矿首采区的铁路桥因地表变形产生的附加内力的变化，为采动区的建筑物保护提供了科学依据。     

风荷载作用下输电铁塔抗地表变形性能的试验研究

为研究采动区输电塔在风荷载工况下的抗地表变形性能,以110 k V典型输电塔为原型,制作2个该铁塔子结构的1/2比例模型。分别考虑15,30 m/s风速的风荷载在垂直线路方向的作用,进行铁塔模型在支座水平拉伸位移作用下的抗变形能力试验,获得了杆件截面平均应力、变形与支座位移值之间的相关关系,分析了风荷载作用对输电塔的抗地表变形能力及破坏形态的影响。研究表明:风荷载导致输电塔抗地表变形能力的降低,且风速越大抗变形能力的降低幅度也越大;与无风荷载作用的情况类似,铁塔在受到风荷载和地表水平拉伸变形的共同作用下,以底部第一交叉斜材的平面外屈曲为主要特征。但由于风荷载改变了交叉斜材的内力分布,部分交叉斜材中压力较大的杆件首先出现了半杆件的屈曲破坏。因此,重视风荷载的不利作用,并对底部交叉斜材加强平面外约束或者减小其长细比,对于确保采动区铁塔的抗地表变形能力非常必要。     

煤矿采空区地表变形及周边房屋治理分析

以山西省某煤矿采空区及其影响的村庄为例,通过任意形状、多工作面地表沉陷预计程序(ryxyj.exe)进行预计分析,得出了采空区地表变形值及曲线图,通过地表稳定性活化分析,得出该采空区采深小于65 m区域内,采空区上方修建地表建筑可能引起已稳定区域地表的重新移动与变形;而采深大于65 m区域内,采空区上方修建地表建筑物,已稳定区域地表处于相对稳定状态,地表不会产生不均匀的移动与变形。     

软岩地层地下铁矿开采岩体移动影响范围及变化趋势分析

 在我国官庄东矿北采区,采用分段崩落法进行回采,虽然矿区地表建筑物远离设计的地表移动影响范围,但仍受到影响。结合官庄东铁矿北采区进行分析,对深部开采引起的动态岩体移动变形问题进行具体计算,分析深部开采的岩体移动变形规律及特点,实际观测和理论分析均表明,深部开采工作面的覆岩破坏,具有整体移动变形均匀的特点;软岩地层深部铁矿开采引起的地表移动变形发展缓慢且周期较长。     

煤矿采动对建筑物的损害与防治

煤矿采动引起地基水平变形和不均匀沉降是造成建筑物损害的主要原因,分析常见建筑结构的损害形式,提出防治建筑物损害的措施,为矿区建筑物保护提供借鉴。     

建筑物下厚煤层特殊开采的三维数值分析

为解建筑物下厚煤层开采技术难题,提出中央带两冀长壁特殊开采方法。通过三维有限差分数值计算,对该开采方法造成的地表变形和破坏进行了预测分析入探讨,阐述了保护地面建筑的合理开采措施。     

地下开挖引起地表变形与建筑物抗变形高度因素

针对城市建设和矿山生产的地下开挖问题 ,研究了地下开挖引起地表变形的特征和规律 ,探讨了地表变形对地面建筑物的损害 ,分析了建筑物高度对建筑物抗变形能力的影响 .     

基于GIS的沉陷区建筑物损害评价可视化分析

针对煤矿开采沉陷与地表环境资源之间日趋紧张的矛盾现状,在理论研究与现场调研的基础上,通过总结分析开采沉陷区地表变形与建筑物损害的相互关系,建立了沉陷区建筑物损害评价计算模型。基于计算模型,在GIS平台下利用ArcObjects组件开发技术,集成实现了“开采沉陷环境资源损害评价”功能模块并嵌入ArcGIS桌面系统。该系统模块能够实现煤矿沉陷区建筑物损害评价计算的自动化和可视化,同时,用户能够自主设定评价指标与评价标准的临界值,灵活应用于不同评价目标区。系统模块研制成功后,在兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿十采区进行了工程实际应用,现场实例校核显示,评价计算结果与现场技术人员的实地测算结果基本一致。     

Building damage risk assessment on mining terrains in Poland with GIS application

The aim of the paper was to present an approach to building damage risk assessment on mining induced areas. The presented method was developed in Poland and then adopted in the other European countries. The method shown is based on a comparison between buildings strength and terrain deformation. Prediction principles of the mining terrain deformation and terrain categorization were described in the paper. Moreover a point method for a building strength to mining impact evaluation was discussed. It should be emphasized that the presented method is optimal for densely build-up areas. The authors proposed supporting actually applied method by GIS analyses.As a case study a densely build-up area influenced by an underground mining exploitation of one of the biggest Polish coal mines has been chosen. The application of the presented method supported by GIS on chosen area enables more automated assessment of building damage caused by mining activity. The procedure outlined in this paper may also be satisfactorily applied in the other counties which cope with the problem of building damage risk assessment optimization.     

特殊膏体材料充填对开采沉陷控制的数值分析

提高充填体接顶率和减小充填体压缩量是控制地表沉陷的关键因素。针对此因素,通过数值模拟详细比较了垮落开采和具有膨胀特性的膏体材料充填开采下地表及顶板的移动变形,并分析了不同方案下围岩的稳定性。结果表明,采空区未充填时,表征地表移动变形的各指标均超过建筑物I级破坏允许值,并且顶、底板出现严重的拉伸、剪切破坏。各充填方案中,随着膏体材料中膨润土含量的增加,充填对地表沉陷及顶、底板变形的控制效果呈现先增强后减弱的趋势。当膨润土与水泥质量之比为40%时,地表最大下沉值、倾斜值和水平变形值均最小,岩层移动和地表沉陷控制效果良好。     

冲击煤层煤柱变形与地面建筑物保护关系研究

保护煤柱合理宽度(或停采位置)是确保地面重要设施长期稳定的关键。以山东某矿地面引水渠("南水北调"工程组成部分)下不规则下山保护煤柱宽度设计为工程背景,首先,通过分析煤柱变形可能引起地面建(构)筑物的破坏方式,提出了控制长期高应力作用下冲击煤层煤柱变形的原则:1走向方向煤柱不发生冲击失稳破坏;2走向方向煤柱不发生煤体长时强度降低而导致的失稳破坏;3倾斜方向煤柱保持均匀变形,从而使地面不发生明显拉伸破坏。其次,依据煤柱上方覆岩空间结构形式,建立了煤柱应力估算模型,提出了保持煤柱长期稳定及地面建筑安全的煤柱设计方法。最后,应用研究成果,分析了工程案例的煤柱应力、围岩稳定性和变形特征,并对该引水渠工程和井下开采设计进行了安全评估。该研究成果对类似开采条件下的保护煤柱宽度确定具有指导意义。