条带开采沉陷预测分析与工程应用

为了合理确定条带开采留宽长度,模拟条带开采引起的地表变形,开挖环境的工程措施要求、保护对象的空间位置和开采岩层的情况,选用相应的条带开采沉陷机理、计算模型和计算方法,用以预测设计开采区的地表变形以及采后数据整理.全部工作是在自行研发的软件包的基础上完成,实现了地表变形计算的可视化分析系统.依据马蹄沟煤矿地面观测资料及采区的地质开采条件为基础,应用该系统,指导该矿成功的在河流及建筑物下开采,做到了准确预测预报.     

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.     

宽条带跳采对地下水影响分析

为了减小开采对地下水资源的影响和破坏，根据开采引起导水裂隙带的形成机理，结合条带开采导致矿山压力较小，对上覆岩层的破坏较轻等优点，提出了宽条带跳采的采煤方法。通过数值模拟，分析了宽条带跳采和全部冒落法开采引起的降水漏斗的影响范围。结果表明：采用不同的开采方法对地下水资源的影响和破坏不同，采用宽条带跳采引起的降水漏斗的影响半径较小，对地下水的赋存、运移条件破坏较轻，为减小采动对地下水资源的破坏和环境恶化提供了一种有效的技术途径。     

G010614-07沛城密集建筑物下深部条带开采试验研究

鉴定证书编号苏科鉴字[2000]第993号 组织鉴定单位江苏省科学技术厅 权属单位江苏天能集团公司;中国矿业大学 采矿系;徐州市沛城煤矿 地址徐州市淮海西路182号(221002); 徐州市(221008);徐州市沛县 (221000) 开采试验研究 鉴定日期 2000.12.26 ①该成果首次将岩层控制的关键层理论应用于建筑物下采煤实践,确定距开采煤层30.5m厚为15.3m的粗砂岩层为影响城镇的主关键层,并提出开采时保证主关键层不破断的原则,由此提出了条带开采设计的基本原则和步骤,丰富和发展了建筑物下采煤技术.②根据对主关键层的变形破断规律与表土层的耦合关系,初步揭示了深部冒落条带开采留设煤柱变形特征与地表沉陷规律.③沛城矿在最大采深达632m的条件下,依据主关键层与煤层的力学特征,采用了采留宽比为50m:50m的冒落条带开采城市下压煤,保证了主关键层与煤柱的稳定性,能使地表呈平缓下沉,变形量符合三下采煤规程要求,并对断层煤柱留设进行了研究,地面建筑物未采取任何加固措施,开采后完好无损,在煤层倾角平均达32°的条件下,成功地采用了走向条带开采,在国内外尚属首次. 成果总体上达到了国际先进水平.     

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。     

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.     

滴水岩煤矿井下开采对地面建（构）筑物的影响评价

为了研究滴水岩煤矿在不同采深开采对地面建（构）物的影响，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》及现场实测数据对比，计算出地表建筑物最大值变形值。为滴水岩煤矿建筑物下采煤提供依据，带来了一定的经济效益。     

厚黄土层矿区采动失水引起的地表沉降计算方法

西部厚黄土层覆盖矿区的采煤沉陷具有特殊性处于地下水位以下的饱和黄土层在开采沉陷过程中产生失水固结变形,将引起地表发生明显的附加沉降以渭北黄土覆盖矿区条件为模型,根据地下水位下降曲面特征分析了采动饱和黄土层失水固结的土力学机理,提出了采动黄土层压缩量的计算方法利用随机介质理论建立了采动黄土层失水固结引起的地表附加沉陷变形的计算模型实例计算表明,开采沉陷区黄土层的失水固结导致地表发生较大的沉陷,这种附加变形增大了地表变形程度和移动影响范围,对地面建筑物的保护造成不利影响     

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.     

条带开采保留煤柱宽度和采出宽度与地表变形的关系

应用条带开采进行建筑物下压煤开采,除保证留设煤柱要有足够的强度和稳定性,开采宽度不超过上覆岩层所形成稳定结构(托板、平衡拱、梁等)极限宽度外,条带开采还应保证地表不出现波浪型下沉盆地。以概率密度函数法为基础,从开采沉陷的角度分析了条带开采煤柱宽度、采出宽度和地表变形的关系,得出了条带开采煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法,对条带开采地表移动和变形控制具有一定的借鉴意义。图6,参10。     

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。     

基于孔隙介质理论的路基压实度确定方法

为克服以往路基压实度快速检测法中需要繁琐的标定试验及忽视初始地应力对变形参数影响的缺陷,建立了路基压实度快速检测新方法.首先,基于孔隙介质理论,研究了孔隙率、变形模量及密度随路基材料变形而变化的规律;其次,引入分层总和法和分级加载思想,考虑初始地应力和路基变形均影响路基力学参数变化的特征,建立静力贯入条件下贯入荷载-沉降解析关系;然后,在路基静力贯入试验测得荷载-沉降试验曲线的基础上,利用自适应遗传退火算法反演得路基贯入荷载-沉降解析关系中的各参数,从而建立基于孔隙介质理论的路基压实度确定方法;最后,通过工程实例对比可知,本文方法精确度满足工程要求,检测过程中无需繁琐的灌水法标定试验,能快速准确地检测路基压实度,表明了本文方法的合理性和可行性.     

条带开采中巷道的变形规律

为了揭示条带开采下巷道的特殊变形规律，通过某矿一条条带开采巷道的顶底板及两帮闭合变形的实测结果，结合实验室相似模拟实验的结果，采用最新的岩层移动理论——关键层理论及一般矿压分析理论——顶板回转理论等对现场监测及实验室实验的结果进行了系统分析研究。发现了一些前人未曾揭示的规律．条采巷道闭合变形将出现两个极值，其距离大于普通开采巷道。因此，巷道应在前方峰值压力第二次采动影响时加强支护。这些都可对类似条件下的巷道支护提供重要参考。     

开采沉陷动态分析方法研究

以矿区实测数据为例,分析了绘制地表移动变形曲线的理论和方法,采用V B调用Matrix进行程序开发,不仅使软件功能强大,而且程序设计变得简单可靠,界面完善.实现了矿区地表移动变形值的快速求解,从而达到了对地下开采造成的地表移动变形的直观性描述.     

浅采空区地表移动规律的模拟研究

利用模拟实验法研究了浅采空区地表的动态和静态移动及变化规律。实验结果表明：当工作面推进到62m时,地表开始发生移动和变形,并随着工作面的推进不断增加,地表动态下沉量不断增加,地表形成了一个移动盆地。开采结束后,地表的静态移动和变形仍在继续,但增量不大,最大增量为440mm。     

高层建筑群对地面沉降影响的模型试验研究

通过室内模型试验，研究了上海地区典型地质条件下高层建筑群工程环境效应对地面沉降的影响，探讨了在高层建筑群工程环境效应作用下不同土层的变形特点、相邻建筑物之间的相互影响状况、高层建筑群对中心及周边区域地面沉降的影响以及沉降影响范围、土层中应力（包括土压力、孔隙水压力）的变化规律等．试验研究结果表明：上海软土层是地面沉降的主要组成部分；高层建筑群工程环境效应造成的城区地面沉降的特点是距建筑物1倍基础宽度范围内的地面沉降大于建筑本身的沉降，尤以相邻建筑之间中心区域地表的沉降量最大；密集高层建筑群之间地表变形存在明显的沉降叠加效应，并使沉降量超过容许值，从而带来不稳定因素．     

长江低漫滩地区紧邻地铁深基坑既有建筑物加固技术

结合南京市河西地区紧邻地铁深基坑工程既有建筑物不同程度沉降开裂问题,提出超长钢管静压桩加固技术.为了提高房屋安全性,进一步提出工程静压桩和储备桩两道防线消险加固措施,在施工中分批次压入两道防线静压桩.通过监测加固前和加固后建筑物沉降变形,发现加固后建筑物受临近基坑施工影响显著变小,并且距离12 m处基坑施工的影响程度远小于距离220 m处基坑施工的影响程度.说明该加固方案有效降低了房屋的进一步沉降开裂问题,从而验证了长江低漫滩地区采用超长钢管静压桩提高建筑物抵抗变形能力的可靠性.     

临近城市高层建筑隧道基坑围护结构变形控制

以新苔井山隧道右线明挖段近接小区高层建筑(构)为背景,通过FLAC3D模拟明挖隧道近接高层建筑的施工过程,主要对围护结构、地表沉降、建筑沉降、基坑底部隆起等进行系统分析,并将结果与现场监测数据进行对比。结果表明：(1)围护结构的变形属于复合型变形,最大水平位移为23.32 mm;(2)地表沉降为动态变化过程,无建筑侧沉降变形形式符合正态函数;(3)建筑距离基坑距离越小,沉降值越大,反之越小,最大沉降值为5.39 mm;(4)底板的施作对于基坑隆起有很好的抑制作用,整体变形表现为M形,周边土体的整体变形趋势都是向应力缺失的方向。