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。     

老采空区上方兴建标准化工业厂房研究与实践

通过对焦作中站工业集聚区规划区老采空区地质采矿条件、地表残余沉陷变形计算和地基稳定性的研究,探讨在老采空区上方兴建标准化抗变形工业厂房的可行性及所采取的抗变形技术措施,并在实践中取得了良好的经济效益和社会效益.     

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。     

采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形预计方法与应用

为预计采煤沉陷和高填方沉降双重影响下的地表移动变形,以阳泉市采煤沉陷区"光伏领跑者"计划技术基地某光伏地块为研究对象,在分析煤层埋藏特征、开采方法和地表煤矸石堆积、沉降变形特点的基础上,研究了老采空区地表残余变形和煤矸石高填方沉降变形预计方法,提出了2种变形联合预计的技术思路,预计结果为采煤沉陷区光伏建设提供可靠依据。     

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。     

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。     

老采空区地面建筑技术研究及应用

为科学地利用采煤塌陷区进行地面建筑,保证新建建(构)筑物的安全正常使用,采用理论研究与现场实践相结合的方法,系统研究了地表残余变形值的计算、老采空区地基稳定性评价方法、地基处理技术及新建建(构)筑物抗变形技术措施,得出了在采空区上方进行地面建筑时,其最小开采深度必须大于垮落裂缝带高度与建筑荷载影响深度两者之和的结论,在确定新建建筑物的建设高度时,还要考虑地表的残余沉陷变形值,尤其是地表倾斜变形值。对采深较浅或地质采矿条件复杂不能满足建筑要求时,还要考虑对采空区进行注浆处理。该技术在平顶山、唐山、晋城、焦作等资源性城市得到了成功推广应用。     

老采空区残余变形监测技术与预计方法述评

地表残余变形是由老采空区引起的地质灾害之一,对老采空区上方建(构)筑物产生不利影响.多年来,针对老采空区的残余变形监测方法与预计模型研究取得一定的进展.通过梳理现有研究成果,对已有残余变形监测技术在精度及工作有效性方面进行总结分析,结合多种开采沉陷预计方法,对其构建的残余变形预计模型及其适用性进行介绍.在此基础上,对更...     

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。     

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。     

基于D-InSAR技术的金矿老采空区下沉监测与位置反演

为合理回收黄金资源,山东某黄金矿山对部分浅部老采空区残留的矿体进行了再次开采,重复采动破坏了地层的应力平衡状态,引起了老采空区"活化",导致地表发生移动变形,对地面建(筑)物带来了损害影响。为控制地表下沉危害,需要对"活化"的老采空区进行注浆处理,从而有必要准确确定"活化"采空区的位置。利用地表下沉信息反演"活化"采空区位置,结合合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar,D-InSAR),运用ALOS-1卫星和哨兵1A卫星数据提取了该矿区部分时间段的下沉量分布信息,并将D-InSAR监测结果与前期水准实测数据相结合,分析了矿区下沉的变化规律,确定了岩层移动参数,反演出了"活化"采空区的位置。研究表明:该矿区下沉活动仍在发生,但下沉速率明显放缓,2007年以后采取的充填治理方案效果显著;尽管金矿开采地表下沉量较小,应用D-InSAR技术仍然能够快速获取下沉信息,可进一步根据地表下沉信息反演"活化"采空区的具体位置。研究结果可为矿区采用D-InSAR技术监测地表沉陷以及反演矿井地下开采空间的动态发展过程提供有益参考。     

某金矿浅部老采空区活化对竖井变形的影响

山东某金矿浅部山体塌陷与地表移动变形严重影响了竖井正常提升与井下安全生产。故采用地球物理勘探、钻探及洞穴激光扫描方法对该矿老采空区的赋存情况进行了验证探测,发现矿区浅部留有大量的老采空区,认为浅部矿体的重复采动引起老采空区活化,是导致山体塌陷、地表移动及竖井变形的根本原因。在上述分析的基础上,应用概率积分法分析老采空区全部活化与深部开采对竖井变形的影响,为该矿竖井安全运营及老采空区治理提供了可靠依据。     

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.     

徐州某高层建筑场地采空区地表残余变形分析

 地表残余变形研究是煤矿新近采空区能否作为高层建筑用地的重要依据。本文研究了某场地的地表开采沉陷特征,利用矿区地表变形监测资料拟合了矿山开采沉陷的时间影响参数,应用概率积分法预测地表残余移动变形量,并与场地地表变形监测资料进行了对比,综合分析了场地地表残余变形。研究结果为新近采空区场地多层、高层建筑布置和抗变形设计提供了依据。     

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。     

深部条带采空区稳定性评价及地表利用分析

针对条带采空区在大埋深条件下的稳定性问题,以开采条件、稳定性地表变形、煤柱稳定性等判别因素,对岱庄煤矿采空区进行了稳定性评价。为保障场地安全及以后的建设使用,以场地稳定性及工程重要程度判别、工程类比法、采空区特征及活化影响因素分析法、地表剩余移动变形判别法等方法进行采空区场地对工程建设的影响评价,来评价场地建设利用的适宜性;适应建设规划的采空区治理标准和处理方法,有利于整体的沉陷治理和建设再利用过程。     

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。     

老采空区地表残余沉降预计与应用

为了对长壁垮落法开采老采空区"活化"引起的地表残余沉降进行估计,从老采空区的覆岩形态结构出发,提出把长壁垮落法开采老采空区分成2个区进行预计:边界的欠压密区和中部的压密区,给出了欠压密区和压密区的尺寸.针对边界"活化"空间的分布特征和突发性"活化"特点,提出等价成变采高的小工作面开采来预计边界"活化"引起的地表残余沉降...     

地表沉陷预计模型及应用研究

针对采空区沉陷对地面建筑物产生破坏的问题,进行了地表沉陷预计的研究。通过对采空区上覆岩层变形破坏规律的分析,确定了开采沉陷的结构组成及最大沉陷值,采用概率积分法对沉陷预计进行了研究,确定了模矢法和遗传算法的参数确定方法,开发了基于Map GIS的地表沉陷预测软件,采用该软件,对某矿4216/4217采空区引起的地面变形进行了计算和数值模拟,取得了较好的效果。