老采空区地基稳定性评价及分区研究

为了研究老采空区地基稳定性问题,以徐州市经济技术开发区某场地为例,从采空区三带模型出发,对采空区地表变形机理及基本规律进行研究,在此基础上结合矿区煤层可采边界及地表移动变形参数,使用地表开采沉陷预计系统MSPS对采空区引起的地面残余变形程度进行预测。研究结果表明:目前场地地表移动变形的活跃期已经结束,未来的地表沉降变形将以残余变形为主,并根据残余变形程度对采空区稳定性进行合理分区,进而对工程建设提出指导建议。     

开滦唐家庄矿采空区上方地基稳定性评价

针对原唐家庄矿工业场地下方采空区的具体条件,通过地表残余移动变形预计、建筑物载荷影响评价、煤柱长期稳定性分析等方法,对老采空区上方地基稳定性进行了评价。     

急倾斜煤层老采空区地基稳定性评价

为了保障采空区地表土地高效利用,掌握采空区地基稳定性现状对后期城市规划、确保人民生命财产安全意义重大。以唐山市某煤矿下伏急倾斜煤层老采空区为研究对象,在明确老采空区地质条件、煤层开采情况下,综合采用瞬变电磁法、三维高密度电法探测手段,并在重点区域布设钻探工程加以验证;结合本地实际经验及地质调查成果资料,运用概率积分法计算得出研究区地表残余变形,进而掌握研究区地基整体稳定性。结果表明：(1)研究区内存在多处残留采空空洞,其分布特征与煤层露头分布走向相关性较好;(2)研究区未来地表沉降变形将以残余变形为主,地表最大残余下沉量为300.68 mm,地基稳定性为欠稳定—基本稳定。鉴于采空区分布及地表残余变形计算结果,综合分析认定研究区地基稳定性较差,为保证土地后续安全利用,需采取高效治理措施。该研究方法可为急倾斜煤层老采空区探测及地基稳定性评价提供技术参考。     

兖州矿区采煤塌陷区建筑物地基稳定性评价

煤矿开采造成的地表塌陷使工业建设用地、农业耕地保护之间的矛盾日益加剧。充分开发和利用采煤沉陷区,可解决建设用地紧张的现状。通过研究老采空区残留空洞和空隙分布规律、建立老采空区残余移动和变形预测模型,对老采空区地基稳定性评价、老采空区上方进行住宅建设拟采取的地基处理措施研究等都具有重要的理论和实际意义。     

浅部老采空区地表建设可行性评价

针对浅部老采空区地表建设可行性问题,提出3个方面主要评价:老采空区覆岩是否已垮落压实;若未完全垮落,其稳定性如何,若失稳,地表是否会产生非连续变形;地表残余沉降与变形量值。研究并推导了荷载影响下浅部老采空区残留煤柱失稳和残留空洞覆岩整体失稳的判别公式;研究了残留空洞上覆岩层逐层破断向上发展的条件,推导了地表发生非连续变形的判别公式;指出浅部老采空区地表残余移动变形可采用残余变形系数法或等效厚度法进行计算。最终,根据不同采煤方法结合采取的措施给出了浅部老采空区地表建设可行性评价指标和准则。工程实例证明了评价方法的合理性和浅部老采空区地表建设的可行性。     

老采空区地基变形对地面建筑影响的数值分析

为了分析和评价老采空区地基的残余变形及其对地面建筑物的影响,采用数值模拟的方法研究了老采空区地基的稳定性.针对岩石和土层的组合地基,利用主采煤层底板等高线图和钻探资料,应用趋势面分析的方法,基于FLAC3D建立了三维多层状地质体模型,结合概率积分法计算成果,反演拟合了地质体的力学参数,模拟计算了在地面建筑荷载作用下采空区地基的沉降变形及垂向应力分布.通过注浆治理前后和建筑物建成前后老采空区地基变形差异的对比分析,确定了老采空区地基的稳定性和地面建筑的安全性,同时也提出了一种基于FLAC3D的采空区地基稳定性计算分析的方法和程序.认为三维数值模拟能较好地解决采空区地基变形计算和稳定性分析的问题.     

老采空区地基稳定性模拟分析

利用FLAC2D有限差分程序对老采空区上方地表新建建筑物载荷作用下的地基稳定性进行了模拟分析.研究结果表明,该方法是可行的.为老采空区上方新建建筑物地基稳定性的评价提供了一种新的分析方法.     

浅部多煤层开采形成的老采空区地表兴建建筑物可行性研究

以北票矿区某浅部多煤层开采形成的老采空区地表兴建建筑物地基稳定性评价为例,结合老采空区塌落、上覆岩层压密及裂隙分布情况,从覆岩厚度、建筑物荷载对老采空区覆岩的影响、地表非均衡破坏以及地表残余变形的预计进行了分析,对地表兴建建筑物可行性进行了研究.研究结果表明,即使老采空区裂隙带处于建筑物载荷的影响范围之内,对地表残余变形及非连续变形发生情况充分预估,对拟建建筑物采取相适应的抗采动影响措施,或者对可能造成地表出现非连续变形的未塌落采空区进行处理,在浅部老采空区地表兴建建筑物是可行的.     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

煤矿采空区勘察与地基稳定性评估技术及其工程实践

从煤矿采空沉陷区利用的必要性出发,介绍了煤矿采空区勘察技术和稳定性评估内容;提出了物探3种常用方法的应用条件和钻探中的技术要求;通过覆岩裂缝带高度与荷载影响深度计算,系统地研究地基空间可靠性;分析了地表移动期和地表残余移动变形,给出了适宜建设的时间建议和稳定性评估标准;提出了采空区地基的5个分区方案;介绍了煤矿采空区勘察和地基稳定性评估技术范例,旨在为采空区规划利用提供参考。     

采煤沉降区建筑结构稳定性分析

采煤沉降区面积较大或建筑平面面积较大时,建筑结构稳定性分析结果往往不准确,设计了一种新的采煤沉降区建筑结构稳定性分析方法。通过多源SAR数据融合,实现采煤沉降区的建筑地面监测,构建采煤沉降区的建筑结构有限元计算模型;通过有限元分析法实施建筑结构数值模拟,对建筑地基在建筑荷载作用下的土体空间实施受力分析,获取地基沉降和变形情况;通过模拟沉降区建筑结构应力场特征分析采煤沉降区的建筑结构稳定性。测试结果表明,设计方法的模拟准确度较高,且计算性能比较优越,能够满足设计需求。     

老采空区地基稳定性评价

以平顶山矿务局阿庄住宅小区为实例，系统地研究了老采空区上方地基稳定性的评价方法，提出了以建筑物荷载影响深度，采空区冒落裂缝带发育高度不相互重叠来确定建筑物的层数，指出在建筑物设计时要适当考虑老采空区活化可能产生的地表残余变形。     

采空区上方地基稳定性评价

 摘 要 为获得有效的老采空区地基稳定性评价方法,以淮北金岩、相南小区为例,根据收集的地质资料,应用概率积分法对采空区的沉陷变形及影响范围进行了定量评价;在结合建筑物荷载影响深度与老采空区冒落裂缝带发育高度相对位置关系的研究的基础上,对采空区上方地基的稳定性进行了定性评价,论证了在该小区建设建筑物的可行性;对采空区上方建筑物提出了相应的安全保护措施,为该小区建设提供了技术依据。     

矿山沉陷土地上建筑荷载扰动深度

阐述了矿山沉陷土地建筑利用安全性评价的一般方法，着重对相同荷载下不同地基类型竖向附加应力的传递方式进行了研究.通过数值模拟和相似材料模型等手段，对竖向附加应力在均质各向同性土体地基、层状地基和有硬岩层存在地基3种情况进行了计算和分析，得出了相同地面荷载情况下，竖向附加应力的传递深度明显不同等结论.在评价中，应根据各地的实际情况区别对待，为在建筑安全的前提下，充分利用沉陷土地提供了理论依据，具有一定的实用价值.     

采煤沉陷区工程建筑物地基的稳定性分析

提出了采煤沉陷区地基空间稳定性和时间稳定性的概念及采煤沉陷区地基稳定性分析的4个要点,详细分析了地基主要受力层与老采空区裂缝带的空间关系、采煤沉陷稳定时间、采煤沉陷区残余残余移动变形的计算及其对地基稳定性的影响。以北票矿区采煤沉陷区治理工程为例,说明了采煤沉陷区地基稳定性分析在指导采煤沉陷区治理规划方面的应用。     

老采空区残余沉降的离散灰色预测模型

针对老采空区残余沉降序列波动性较大、传统灰色模型预测效果差的不足,建立了残余沉降的多变量离散灰色预测模型(DGM(2,2)),取阶次为2以适应残余沉降的波动变化,选择残余沉降值作为沉陷系统的主行为因子,而将空气、地下水等外界渐变因素对沉陷系统的综合影响作为相关因子,并按等时间影响原则进行量化。通过实例将DGM(2,2)模型的预测结果与6种传统灰色预测模型作对比分析。结果表明:DGM(2,2)预测模型在拟合优度、预测精度和稳定性等方面明显优于传统灰色预测模型,且建模过程避免了微分方程的解算,降低了计算复杂度。