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。     

建筑荷载影响下的浅部老采空区覆岩变形破坏相似材料模拟研究

针对在深厚比较小的浅部老采空区地表建设易引发该区覆岩失稳破坏的问题,采用相似材料模拟试验方法,对浅部老采空区残留空隙分布、建筑荷载影响下的覆岩空隙演化及地表沉降特点进行了研究。研究结果表明:受荷载影响的老采空区残留空隙二次压缩或失稳是浅部老采空区地表产生新的较大变形的根本原因;老采空区覆岩残留空隙主要包括:岩层结构已平衡的在无外因扰动下将长期存在的离层、垮落和裂缝带内破损岩层虽经历长时间压实但仍存在的裂隙、开采边界覆岩未完全垮落而形成的空洞;浅部老采空区覆岩内不存在弯曲带岩层的整体性支撑效应或此类覆岩较薄不足以分散荷载的影响,荷载直接作用在垮落和裂缝带破损岩体上,使得破损覆岩再次压密失稳破坏;采空区边界残留空洞受荷载影响,在其上方发育纵向裂缝,随着荷载的增大覆岩沿纵向裂缝整体性断裂,直至切冒到地表,对拟建建(构)筑物的结构安全影响极大。     

浅部条采老采空区受荷载影响的模拟研究

采用相似材料模拟试验研究了建筑荷载影响下的条采老采空区覆岩和煤柱失稳破坏过程。研究表明:随着荷载增大,老采空区覆岩和煤柱在附加应力作用下变形破坏,在采空区上方地表加载时,覆岩呈"鼓形"破坏形态,而后岩层断裂垮落;在煤柱上方地表加载时,煤柱受压缩在边界上方发育高角度纵向裂缝,而后采空区覆岩垮落失稳,沿发育的裂缝切冒至地表。     

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.     

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。     

老采空区残余移动变形分区研究

通过对废弃老采空区分析，将老采空区分为三种不同类型区：(1)由最大下沉值组成的竖向压缩区；(2)由下沉拐点到最大下沉点组成的不稳定区；(3)由边界点到下沉拐点组成的半稳定区。并对其残余沉降空间进行了分析。根据老采空区特点．提出了残余移动变形等效采厚的概率积分预测方法，对老采空区残余沉降预测方法研究起到推动作用。     

老采空区残余移动变形分区研究

通过对废弃老采空区分析,将老采空区分为三种不同类型区:(1)由最大下沉值组成的竖向压缩区;(2)由下沉拐点到最大下沉点组成的不稳定区;(3)由边界点到下沉拐点组成的半稳定区。并对其残余沉降空间进行了分析。根据老采空区特点,提出了残余移动变形等效采厚的概率积分预测方法,对老采空区残余沉降预测方法研究起到推动作用。     

某金矿竖井提升运输系统分析与论证

某金矿规划在现有采矿区南部约2.6 km处建设了一座1400 t/d选矿厂及配套尾矿库.为解决矿石提升运输这一难题,对矿山提升系统的建设方案进行了研究,提出3种方案,并进行了技术、经济等方面的分析论证.结果表明,采用双罐笼竖井提升方案最为经济合理,该方案运输系统简单、配套设施少,井塔更低,基建期短,建设维护、操作管理方便,故采用此方案进行提升运输系统建设.     

D-InSAR监测老采空区残余变形的试验

D-InSAR技术在区域地表微小形变监测方面应用越来越广泛,但是在相位梯度变化比较大的老采空区变形监测方面研究较少。在介绍差分合成孔径雷达(D-InSAR)技术的基本原理的基础上,结合具有较高距离向分辨率的8景PALSAR数据,通过差分干涉处理,获得了徐州某老采空区的地表形变场。同时,提取1993年老采空区上方的6个点为研究对象,分别对其进行回归分析,建立了稳健回归模型。监测结果显示该采空区残余沉降是缓慢、渐变的。试验研究表明,DInSAR技术可以应用于监测大面积的老采空区残余变形,同时稳健回归模型能降低预测计算的复杂度。     

某金矿尾矿库排水隧洞竖井段的优化设计

按环保要求,金矿尾矿库需实施清污分流的措施。某金矿尾矿库上游汇水面积大,雨季洪水量集中,洪水导排设施结构复杂。通过对拟建库外排洪系统开展水工模型试验,复核及验证了设计的合理性。以大量实测数据为基础,优化了设计方案。采取在竖井进口设置分流墩的措施,改变水流入井条件,减少水流直接冲击井壁的范围,降低水流冲击竖井井壁造成的水浪高度,从而改善水流对竖井的脉冲,提高竖井消能,降低下接隧洞洞身出现脉冲水浪的高度,确保排洪系统安全平稳地运行。对类似设施提供了值得借鉴的工程经验。     

某金矿采空区矿柱回采方式及实践

某金矿采空区形态复杂,矿柱回收难度高、效率低、安全性差。为解决已有采空区及新形成采空区中矿柱回采问题,结合矿山的实际情况,研究矿柱回采工艺,对不同的矿柱形式分别采用了相适应的回采方式。在确保安全的条件下,回收了矿柱矿量58.03万t,大大提高了矿山的回收率,增加了矿山的经济效益。     

煤矿废弃老采空区地表残余变形计算

根据一定采深条件下废弃老采空区残余沉降特点,以概率积分模型和开采沉陷的碎块体理论为基础,采用极限沉降预测法进行了老采空区地表的移动和变形计算。计算结果显示,地表潜在的残余移动变形值不大,只要对各建筑物采取适当的抗变形结构措施,是可以保证安全的。     

基于D-InSAR技术的老采空区残余变形监测

介绍了差分合成孔径雷达(D-InSAR)技术的基本原理,并以徐州某老采空区为例,对其雷达影像数据进行二轨差分干涉处理,获取其地表形变场。研究表明,D-InSAR技术可以应用于监测大面积的老采空区残余变形。     

某铁矿废石充填采空区保护竖井安全的可靠性分析

某铁矿已有竖井保安矿柱范围内存在老采空区,采空区采用废石进行了充填处理.为验证废石充填采空区保护竖井安全的可靠性,采用大型有限元模拟软件对采空区围岩位移和塑性破坏区进行模拟计算,得出采空区采用废石充填后围岩位移和塑性破坏区得到有效控制,塑性破坏范围未波及到竖井,能够起到保护竖井安全的作用.     

某露天转地下金矿采空区治理方案研究

根据某金矿采空区具体赋存情况,通过对采空区的详细分析及多种治理方案的比选,并结合矿山实际情况,提出并确定合理、可行的采空区治理方案,可为其他矿山采空区治理提供参考。     

湖南省某煤矿采空区地表变形成因分析

根据对煤矿采空区地表变形进行实地调查的资料，对其地表裂缝进行了统计，并总结了地裂缝的特征和发育规律。再结合矿区地质情况，对地表变形的形成机理进行分析，并通过简化力学模型方法，即根据岩土体的岩性特征和完整程度，将采空区顶板进行相应简化形成简支粱力学模型，和平衡拱理论分别计算不同的采空区顶板跨度所对应的安全顶板厚度，具体分析了该煤矿采空区地表变形的形成原因，并采用传统的三带法对其合理性进行了检验。     

老竖井的改造

在西半球和南非、澳大利亚等地区和国家,凿井工作多与新建矿山相关,但在欧洲,凿井工作则与老井的改造和现代化相关。另外,由于频频出现含水层,凿井时往往需采取灌浆和冻结。联邦德国钾盐和岩盐股份公司经营和维持总长近29公里的39条竖井。在1976～1987年间,有6827米井筒经过了改造,改造工作主要涉及恢复竖井的稳定性和保持竖井衬砌的防渗性,后者对盐和钾盐矿山是很重要的。往往以安装不透水的井筒内衬同时达到这两个目的。安装这种内衬至少要拆除某些需要更换的竖井装备。为适合现代提升作业,井格的布置也可能变更。