建筑物下采煤技术在蛇形山矿的实践

开采前通过对建筑物受采动影响的移动变形预计，确定开采方案，建立地表各建筑物监测系统。再对试采过程中所获得的大量观测资料进行综合分析，以掌握开采引起的地表移动规律以及对地面建筑物的破坏情况。可为建筑物下采煤提供宝贵经验。创造良好经济效益和社会效益。     

彬长生产服务区下采空区稳定性评价研究

针对彬长生产服务区建筑群受采空区影响问题,应用数值模拟计算、覆岩变形理论分析方法,结合地表监测成果,综合计算分析了建筑群下107工作面综放开采采空区稳定性及其对建筑物的影响,分析结果表明,107工作面开采属于非充分采动,覆岩中洛河组、宜君组坚硬厚岩层对地表移动变形具有控制性的作用,由于坚硬关键层的整体变形作用,使得地表水平移动范围大于沉陷范围,地表建筑群下采空区已基本稳定.应用影响函数预计模拟方法预计分析了地表剩余移动变形,表明地表移动盆地已经处于基本稳定状态,地表剩余移动变形对建筑物影响很小.研究结果为彬长生产服务区建筑群下开采沉陷灾害治理提供了可靠地依据.     

动态测量方法在煤矿开采引发地表变形的应用探析

地下开采是煤炭生产中最常见的形式,地下的煤炭被开采以后,在采空区上方的岩层和地表将产生移动和变形,地表的移动和变形将影响地面建筑物,使建筑物受到不同程度的影响,特别是综采放顶煤开采对地面建筑物的影响更加突出。本文运用动态测量方法对煤矿开采中引发地表变形进行测量。     

采空区建筑物地基稳定性影响因素分析

针对处于相对平衡状态的废弃采空区上覆围岩重新"活化",使裂隙带岩体再压密、地下残留空隙再冒落,导致地表产生二次移动和变形的问题,通过对采空区建筑物地基稳定性综合评价,得出主要考虑煤层的客观因素和外界扰动因素两方面是导致地表产生二次移动和变形的主要原因。从客观因素中煤层赋存条件中的煤层埋深、煤层厚度、煤层倾角、松散层厚度入手,采用FLAC3D软件对煤层埋深、煤层厚度、煤层倾角、松散层厚度等因素对采空区建筑物稳定性进行分析,结果表明:随着开采深度的增加,地表及地表附近岩层的移动变形受开采的影响减弱,开采深度的增加对建筑物地基的稳定有利;随着开采厚度的增加,开采对上覆岩层的破坏程度明显增大,移动过程表现得也越剧烈,地表移动变形值也越大,开采厚度的加大对废弃采空区建筑物地基的稳定不利;煤层倾角的增大增加了地表移动的时间,增大了地表的不稳定性;松散层在覆岩中所占的比例越大,地表的移动范围就相对越大,增大了地表的不稳定性。     

宽条带跳采研究

为了解决保护地面建筑物与煤炭资源回采率的矛盾,充分利用了宽条带开采和全柱开采这两种采煤方法的优点,结合地表移动与变形的规律,提出了宽条带跳采的采煤方法.通过数值计算,分析了宽条带跳采过程中地表下沉和水平变形对地面建筑物的影响.结果表明建筑物只承受跳采阶段的静态变形和全柱开采阶段的动态变形,避免了全柱开采阶段静态变形对建筑物的影响.说明了宽条带跳采的可行性,为建筑物下安全开采提供了新的开采技术途径.     

五阳矿西部扩区建筑物下压煤二次条带开采研究

针对五阳矿西部扩区建筑物下压煤资源需迫切回收的技术难题,结合五阳矿西部扩区的地质条件和条带开采实际,采用理论分析和数值模拟的研究方法对二次条带开采的可行性进行了系统研究,提出窄煤柱沿空掘巷的二次条带开采方案.结果表明:在条带开采地表移动变形稳定后对遗留煤柱进行二次条带开采是可行的;二次条带开采合理的采宽为40 m,留宽为55 m;二次条带开采后地表移动和变形值增大,但对建筑物的损坏仍然处于Ⅰ级损坏之内,遗留煤柱仍能长期保持稳定.二次条带开采为建筑物下压煤开采寻求到一条新途径.     

艾友矿106采区4煤层开采方案分析

煤炭的大规模开发对煤矿周围及其周围环境造成了严重破坏,造成的开采沉陷灾害日益突出。在沉陷区内,地表建筑物的损害不断加剧。并对艾友矿106采区开采对地表沉陷影响进行了预测。将地表建筑物在沉陷区内所处的不同位置进行分类,确定了地表移动、变形范围及地表建筑物损坏程度及其分布。并总结归纳了建筑物受损过程的动态破坏规律。另外,本论文总结了建筑物受采动影响的分布规律。     

动态地表移动和变形预计方法

针对目前地下开采引起地表移动变形致使地表建筑物、构筑物及农田等遭受严重破坏的问题,以Knothe模型的函数为基础,探讨了时间影响系数的确定方法,建立了地下开采引起地表移动动态过程的计算模型,并采用阳泉二矿3201东工作面的实测岩移资料进行了验证.研究结果表明:该方法能够反映地表移动的动态特征,解释某些采动现象,对指导"三下"开采设计和选择地面建筑物保护措施具有较大的实用价值.     

逐层回采地表移动规律及建筑物采动损害评价研究

开展地下开采地表移动规律及对建筑物采动损害程度研究,对于地表建筑物的保护具有重要指导作用.以铜坑矿锌多金属矿体的开发利用为工程背景,运用FLAC3D程序构建多层缓倾斜薄矿体的三维数值模型,分析多层矿体逐层回采模式下地表的移动变形规律；并比照国家有关标准规定,评价地表重要建筑物的采动损害.研究表明:铜坑矿锌多金属矿体逐层回采过程地表移动幅度不断增大,但由于矿体埋藏深、厚度小,开采结束后地表最大倾斜变形、曲率变形、水平变形指标量值分别为0.008 2 mm/m、0.001 48 mm/m2、0.017 2 mm/m,均远小于国家有关规定的最大允许变形值,不会对地表建筑物的安全稳定产生显著影响.     

采空区地表框架结构建筑物的附加内力分析

针对煤矿采空区地面框架结构建筑物,利用有限元法对模拟动态开采过程中的地表移动变形所产生的框架附加内力进行计算,分析了框架附加内力与地表移动变形之间的关系和附加内力的分布规律,并指出了对建筑物安全性的影响。     

薄煤层开采条件下地面建筑物移动变形观测

兖州矿区杨村煤矿火药库下采煤是该矿首次进行的建筑物下采煤试验研究项目.本文主要介绍该矿在薄煤层开采条件下地面建筑物所受到的采动损坏程度以及用对比法分析地表移动与房屋变形的关系,同时也分析研究了该矿具体地质采矿条件下地表岩层移动的一般规律.     

开采沉陷数据的可视化研究

利用C# 语言实现了煤矿开采地表移动与变形等值线(下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形)的绘制,在此基础上进行了影响区域任意两点间的剖面线的绘制,基本实现了开采沉陷数据的可视化,可对采区上方建筑物进行了破坏等级划分,从而判别建筑物是否受到地下开采的影响以及受到开采影响的程度.     

鸡虎高速公路收费站车库楼采动影响分析

为能够最大限度的利用煤炭资源,同时又能保证周围建筑的使用功能,以鸡虎高速公路收费站车库楼地下煤炭开采为例,运用概率积分法的等价转换线积分方法,对煤矿已采工作面和未采煤层开采时对地表的影响分别进行计算,结合车库楼受损现状进行分析.研究结果表明:开采剩余资源,地表将发生多次的移动与变形,且累积的地表移动与变形各指标值均较大,已远远超过一般的砖混或框架结构建筑物的承受能力,所以不可对未采煤层进行开采.     

老采区及地表残余变形对建筑物的影响

浅部开采条件下地表残余变形分析是岩层移动领域的一个棘手问题．通过老采空区影响下地表残余变形和地基承载能力变化对地面新建建筑物的影响分析,提出了老采区上方新建建筑物地基稳定性计算公式、岩层移动参数、评价方法．应用鹤岗市和谐花园小区建筑物实例进行了验证．     

地形对采煤后地表移动影响的数值模拟分析

地下煤层开采后,上覆岩体会发生一系列运动,造成地表的变形破坏甚至塌陷,进而对地表建筑物、构筑物以及农田等产生非常不利的影响。其中,地表形态是采煤后地表变形移动的一个重要影响因素,因此有必要对其进行研究。以某煤矿工作面为例,采用FLAC3D软件对地下煤层开采进行数值模拟,并分析地表形态对采煤后地表移动的影响。通过地表沉降等值线图和地表水平移动等值线图分析得出斜坡地带的沉降值、水平移动与沟谷地带相差很大。最后得出结论:地表移动量、移动方向和移动的范围取决于地表倾向、倾角及附近的微地貌。     

大采深综放开采地表移动变形规律

为研究在大采深综放工作面开采条件下地表移动变形规律,以陈家沟煤矿八采区8512,8513综放工作面地表移动观测数据为基础,分析在大采深综放工作面条件下开采一个工作面与开采两个工作面后的地表移动变形规律。另外,运用概率积分法建立模型,根据观测数据进行反演模拟修正预计参数,得出在该条件下的概率积分预计参数,并总结充分采动条件下地表移动变形规律。结果表明:在大采深综放开采条件下,开采一个工作面时,地表属于极不充分采动,大采深极不充分采动地表移动变形一般较小,地表损害一般在Ⅰ级以内,开采后地表建筑物能够安全使用;开采两个工作面后,地表属非充分采动,地表水平移动范围较常规开采条件下范围要大,且水平移动范围一般比下沉范围大;预计在第四个工作面开采后地表达到充分采动。非充分采动条件下,下沉盆地呈非对称分布,最大下沉点不在采空区中心上方;在达到充分采动条件时,最大下沉值处于采空区中心上方,从盆地中心至边缘下沉值逐渐减小趋于0;拐点处的水平变形值与曲率值均为0.反演得出大采深综放工作面地表移动预计参数及地表移动角量参数,预计地表达到稳态时,地表最大下沉量为5 003 mm.此成果能够为该矿"三下开采"评价提供理论依据。     

ADINA模拟地表沉陷对建筑物的影响

为解决建筑物在煤层开采过程中受地表移动变形影响的问题,采用有限元分析软件ADINA,选取钢结构建筑厂房作为研究对象,利用覆岩参数建立几何模型,模拟采煤过程中的地表移动对上部建筑物—钢结构厂房的影响.结果表明:钢结构厂房柱的变形主要受垂直方向变形量影响,梁受水平方向变形量影响;在运用ADINA软件模拟过程中,根据具体情况适当简化模型,将各岩层看作厚度均匀、并且不存在断层等造成采空区不连续的因素,得出的变形结果与实际观测值比较差距不大,可以反映工程实际,证明有限元软件ADINA在模拟建筑物受开采沉陷影响的领域是可行的.     

弱面对地表移动范围和不连续变形的影响

矿山开采中断层等弱面的存在,不仅改变了地表移动变形范围,同时由于断层露头地表的变形集中而形成塌陷台阶.增大了地表采动损害程度.根据断层面倾角与基岩移动角之间的关系,分析了断层对地表移动范围和非连续变形的影响规律,探讨了断层露头处台阶和裂缝的计算方法,实例分析表明,计算的断层台阶尺寸与实际观测相符,可以为有断层的地面建筑物布置和地下开采优化提供一定的技术依据.图5,参10.     

薄煤层开采条件下地面建筑物移动变形观测

兖州矿区杨村煤矿火药库下采煤是该矿首次进行的建筑物下采煤试验研究项目。本文主要介绍该矿在薄煤层开采条件下地面建筑物所受到的采动损坏程度以及用对比法分析地表移动与房屋变表的关系，同时也分析研究了该矿具体地质采矿条件下地表岩层移动的一般规律。     

煤矿开采动态地表下沉预计算法

针对煤矿地下开采造成岩层及地表移动随时空变化、开采时间与空间的变化对地表移动变形影响等问题,为准确预测开采过程中的地表移动变形,对开采沉陷的影响函数预计方法进行了理论分析与应用研究.应用数值积分方法,通过数学建模实现了开采沉陷预计系统.明确了开采沉陷动态移动变形模型的具体算法,提出了通过倾向微元化达到顾及主要影响半径随采深变化的方法,使得缓倾斜煤层的使用Knothe模型得以实现.应用VB开发了开采沉陷地表动态移动变形系统,并通过现场实测数据验证了动态预计算法的正确性.