采空区地基稳定性研究及其技术对策

 文章从煤矿采空区建设工程需求出发，介绍了采空区勘察技术，提出了三种物探方法应用条件；通过裂缝带高度与载荷影响深度计算，分析地基空间可靠性；通过地表残余移动变形与建（构）筑物允许值的比较，分析其抗变形能力；系统地提出了采空区地基适宜性分区的五个类型；并结合代表性工程实例，总结了采空区工程的相应技术对策。     

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。     

论煤矿采空区建筑地基的选择与处理

介绍了煤矿采空区建筑地基的稳定性评价方法,并对采空区建筑地基的选择原则进行了阐述。探讨了采空区地基的处理原则和处理方法,而这对采空区地表建筑物的安全性具有重要意义。     

我国采煤沉陷区建筑利用关键技术及展望

采煤沉陷区建筑利用是解决资源城市转型发展用地和沉陷区村庄搬迁选址土地资源短缺难题的重要途径。系统进行采煤沉陷区情况调研、城镇建设建筑利用需求分析和工程发展历程回顾总结。归纳采煤沉陷区建筑利用关键技术,首先凝练提出采空区精准勘察的多种物探勘察、钻探勘察、钻孔彩色电视和三维激光扫描等技术,并给出了5种物探方法适用条件;通过整体分析评价技术中采动空间和采动时间稳定性问题,并基于场地稳定性、地基稳定性评价判据提出了工程建设5种(不适宜作地基的区域、暂不适宜作地基的区域、要求井下采空区处理的区域、可作地基的区域和推荐作地基的区域)适宜性分类;总结列出采空区加固治理与地面建筑抗变形结构设计的井上下措施及其关键技术;最后,针对采煤沉陷区城镇建设中建筑利用技术难题和不足,提出加强采煤沉陷区城镇建设和建筑利用的空间整体规划统筹引领作用,提升采空区精准勘探和地基加固治理技术装备水平,拓展移动期后采空区残余移动变形时空规律研究,加强采空区与建筑结构变形协同作用机理和效果优化研究,加强建设场地和建(构)筑物监测监控技术装备研发等今后研究发展方向,为推动采煤沉陷区城镇化建设科学研究与工程实践发展提供借鉴和参考。     

浅议徐州市西部煤矿采空区工程地质特点

徐州西部矿区煤矿开采历史有60 a,开采形成了大面积的采空区。西部矿区采空区的埋藏深度较大,地表沉陷范围广,沉陷差异也较大。通过对西部矿区煤矿开采资料的收集后,总结和归纳了西部采空区的特点,有利于掌握采空区地表移动规律。目前局部区域由于终采时间短,地表残余变形较大,尚存在不稳定的采空区,这对于建设工程的选址规划及土地利用造成不利的影响。研究西部采空区的特点,对该区域岩土工程勘察及场地稳定性和适宜性评价具有重要的意义。     

大同采煤沉陷区建设光伏电站地基稳定性评估及治理技术

为确保采煤沉陷土地建设光伏电站的安全,必须进行采空区地基稳定性评估,必要时要开展采空区治理。以山西省大同市沉陷土地建设光伏电站为例,介绍了沉陷土地建设光伏电站的工程概况,基于大同矿区地表沉陷特点以及矿山开采沉陷相关理论和应用,根据光伏电站建设项目不同阶段要求,分别开展了不同阶段的地基稳定性评估,并有针对性地提出采取不明采空区勘查和危险采空区治理等技术措施。     

FLAC在老采空区地基稳定性评价中的应用研究

以皖北某矿老采空区上方地基稳定性评价为例,研究了应用FLAC进行老采空区地基稳定性评价的过程与方法。研究表明,使用FLAC模拟老采空区地表移动和变形必须对岩层参数进行修正。模拟计算结果显示,老采空区地表残余移动变形与一般开采条件下主断面地表移动和变形具有相同的分布规律,在载荷作用下,地表移动和变形的大小范围均增大,该区域地表残余移动变形不会影响新建建筑物的安全使用。     

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。     

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。     

采空区变形对渠体影响分析

本文介绍了南水北调工程所通过的焦作煤矿开采区基本情况.根据采空区地表移动与变形的特征,本文重点分析了地表下沉、倾斜变形、水平变形与曲率对渠体的不良影响,提出了采空区渠体稳定性验算的计算方法及其计算公式。     

深部极不充分采动条件下地表移动特征观测分析

为了提高深部条带开采的生产效率,更好地保护地表形态及建筑物,利用鹤煤九矿深部25采区开掘一个工作面后的观测数据,分析总结出深部极不充分开采条件下地表移动特征的主要结论如下:地表下沉值很小,而全采情况下的最大下沉值是极不充分采动条件下近10倍;地表移动影响范围和全采情况下相差不大,地表下沉盆地十分平缓;地表下沉盆地的拐点一般偏向煤柱一侧,而不是采空区一侧,地表水平压缩变形的范围将延伸到采空区的外侧;时间影响因素表现在地表移动活跃期不存在(下沉速度不大于50mm/月)、地表移动期推迟、不存在超前影响角等。该基本规律适用于类似地质条件下的深部开采矿井,对以后进行深部"三下"压煤开采设计具有指导作用。     

协庄煤矿矿山地质环境治理研究与实践

通过实地调研,分析协庄煤矿矿山地质环境现状,找出其影响因素,在此基础上提出治理措施:塌陷区矸石回填、修筑矸石坝、矸石充填采空区、采空区注浆防塌,并重点对矸石回填复垦的可行性进行了论证,为矿山地质环境治理提供依据。     

地表沉陷初期漏风对采空区遗煤自燃影响的分析和治理措施

煤层开采引起的地表沉陷能够产生与采空区贯通的裂缝,导致地面向采空区漏风,会引发采空区遗煤自燃。根据元堡煤矿9号煤层埋深浅、采用综采放顶煤技术、易自燃等特点,分析了地表沉陷初期漏风对采空区遗煤自燃的影响,通过对进、回风巷风量对比证实了地表漏风的存在,采取地表填土掩埋裂缝的措施,有效地解决了地表漏风的问题。     

高密度电阻率法在煤矿区地表塌陷评估中的应用

营城煤矿由于长期开采,造成了地表塌陷,影响到长吉铁路的正常使用.该文采用高密度电阻率法,对该地质灾害进行了评估,重点评价了营城煤矿地表塌陷对长吉铁路的影响,为煤矿区地表塌陷评估提供了技术支持.     

杭来湾煤矿塌陷区地面沉降监测方案设计

为了安全、合理地留设保护煤柱,解放压煤量、节约煤炭资源,开展了塌陷区地面沉降监测方案设计。详细介绍了杭来湾煤矿地面沉降监测点的设计方案、观测内容、观测方法以及观测仪器的精度,并说明了通过后续沉降观测值的数据分析预期能达到的结果等。评价塌陷区稳定性和演变规律,预期可以为矿井大采高综合机械化开采提供生态复垦、保安煤柱设计、资源回收等方面的参考资料,为保障矿井的持续、稳定、高效发展提供借鉴。     

建筑荷载作用下采空区顶板岩梁稳定性分析

为了给煤矿塌陷区土地的治理利用提供理论依据,对建筑荷载作用下采空区顶板岩梁的稳定性进行了分析研究。采空区顶板岩梁突变失稳过程是比较典型的偏离平衡态的非线性过程,将浅部开采老采空断裂的顶板岩梁概化为三铰拱式力学结构模型。通过力学分析,建立了顶板岩梁力学系统的总势能方程,利用突变理论,构建了采空区顶板岩梁失稳的尖点突变模型,获得了采空区顶板岩梁突变失稳的条件,并通过工程算例进行了分析和验证。研究结果表明,煤矿塌陷区地基的稳定性不仅与采动岩体受地面建筑荷载的影响程度有关,也与老采空区顶板岩层的稳定性有关。采空区顶板岩梁在地表建筑荷载扰动下,若满足稳定的条件,则顶板岩梁回转后仍然处于稳定平衡状态。否则,采空区顶板岩梁将发生突变失稳。     

范各庄矿近距离煤层上行开采矿压显现规律与可行性研究

以开滦集团范各庄煤矿近距离煤层的上行开采为背景,综合运用数值模拟、经验类比、概率积分等方法,研究5号煤层和7号煤层上行开采过程中矿压显现和岩层移动规律,分析了近距离煤层间相互影响作用,并对上行开采的可行性进行了评估.研究表明:7号煤层开采过程中,采空区上方出现应力卸压区,顶板下沉量不断增大形成顶板下沉区,5号煤层受7号...     

基于FAHP的采空区自燃危险性综合评价模型

通过建立多因素多级指标评价体系,采用模糊层次分析法(FAHP)和模糊综合评价模型相结合的方法,对某矿23180工作面的采空区自然发火的危险性进行综合评价,得出其安全状况为"良好",同时也证明了将模糊层次分析法应用于采空区自燃评价的可行性。     

大同矿区“三硬”条件地表沉陷数值模拟

针对大同矿区“三硬”条件马脊梁矿2号402盘区刀柱开采引发的井下工作面顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷，采用三维有限差分法FLAC^3D软件进行采场力学行为模拟分析.从煤层的开挖到地表的塌陷，全面分析了开采历史过程的应力场、位移场和破坏场的分布与变化，以及采场内煤柱的稳定性.提出了采场内煤柱失稳破坏引起采场应力重新分布，出现煤柱群连续失稳破坏的多米诺效应，从而导致采空区顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷.