多煤层采空区对上部拟建建筑物稳定性影响
发布时间：2021-10-22 14:08
为研究多煤层采空区对上部拟建建筑物稳定性影响,利用概率积分法和数值模拟法,分析多煤层逐层开采完后并施加上部结构荷载后采空区覆岩的应力和位移变化特征。结果表明:当上部煤层开采后,在采空区工作面两端有围岩应力集中现象,当下部煤层开采后,上部煤层采空区两端应力进一步增大的趋势;上部煤层和下部煤层开采后最大沉降均发生于采空区顶板中部,自顶板至地表逐渐降低,地表沉降自中部向两侧逐渐降低,且呈对称关系;煤层开采应力释放后,采空底板处有轻微隆起;当上部荷载施加后,采空区地表水平、竖直位移量和应力比之前均有所增大,但采空区场地整体仍处于稳定状态。建议对拟建的建筑物采用柱下独立基础加联系梁以提高其整体刚度,严禁采用桩基础等易引起下部采空区活化的基础形式。通过与后期地表监测数据对比,显示数值模拟方法计算的地表下沉值预测结果与实际较为接近。表明在选用合理的地质力学参数的情况下,运用该方法进行多煤层采空区沉降预测是可行的,对类似的矿山问题的分析解决有一定的借鉴和指导意义。
【文章来源】：西安科技大学学报. 2020,40(05)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
场区地裂缝分布现状
在采空验证孔发现有1 m掉钻现象,推测已有采空区尚未塌落完毕,部分顶板仍处于悬空状态,地表变形并未完全结束。依据《矿山开采沉陷学》理论,采空区形成10 a以上,总变形量一般可达90%;采空区形成3～10 a以后,总变形量一般可达85%;采空区形成3年以内,总变形量一般可达75%.由此可估算出拟建建筑物采空区的地表剩余沉陷值,见表3.表2 地表沉陷预测统计结果Table 2 Statistical results of surface subsidence prediction 煤层 开采厚度/m 下沉值Wcm/mm 倾斜Icm/(mm·m-1) 曲率Kcm/(×10-6 m) 水平位移Ucm/mm 水平变形Ecm/(mm·m-1) 影响半径r/m 9-1#煤 3.17 2 140 15.07 0.161 642 6.872 142 16#煤 6.46 5 259 31.68 0.290 1 577 14.446 166
表3 剩余地表沉陷预测统计结果Table 3 Statistical results of remaining surface subsidence prediction 煤层 开采厚度/m 剩余下沉值Wcm/mm 剩余倾斜Icm/(mm·m-1) 剩余曲率Kcm/(×10-3 m) 剩余水平位移Ucm/mm 剩余水平变形Ecm/(mm·m-1) 9-1#煤 3.17 214 1.507 0.016 64.2 0.687 16#煤 6.46 789 4.752 0.044 236.7 2.1673 数值模拟计算地表变形
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Visual Modflow模型的大型储煤槽仓边坡防渗分析[J]. 吕远强,孙国凯,赵金刚. 西安科技大学学报. 2020(04)
[2]壁式废弃采空区地表建设再利用风险识别、评估与控制[J]. 郭庆彪,王磊,李英明,方苏阳,钟琦. 煤炭技术. 2019(10)
[3]黄土矿区开采沉陷与地表损害研究述评[J]. 芦家欣,汤伏全,赵军仪,闫照存. 西安科技大学学报. 2019(05)
[4]基于RHINO-FLAC3D的采空区稳定性分析及治理方案选择[J]. 陈光飞,罗昌繁,钟连祥,陈飞. 矿业研究与开发. 2019(09)
[5]复杂采空区群稳定性的数值模拟分析及治理措施研究[J]. 张访问,李伟明. 矿业研究与开发. 2019(09)
[6]基于MIDAS软件对受采空区影响坡体的稳定性研究[J]. 杨撷民,霍俊杰,李彦荣. 煤炭科学技术. 2019(08)
[7]城市地下不规则采空区的超载破坏模型试验[J]. 李东阳,王杰,杨韶珺,王波,张垒志. 煤炭学报. 2019(07)
[8]采空区活化失稳关键因素模拟分析[J]. 刘占新,王昌祥,杨路林,孙庆超,江宁. 煤矿安全. 2019(06)
[9]浅埋房式采空区下长壁采场动载矿压发生机制[J]. 霍丙杰,荆雪冬,范张磊,谢伟,段志华,解振华. 岩土工程学报. 2019(06)
[10]综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价[J]. 孙魁,夏玉成,李成,陈建平,方刚. 西安科技大学学报. 2019(03)
本文编号：3451257
【文章来源】：西安科技大学学报. 2020,40(05)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
场区地裂缝分布现状
在采空验证孔发现有1 m掉钻现象,推测已有采空区尚未塌落完毕,部分顶板仍处于悬空状态,地表变形并未完全结束。依据《矿山开采沉陷学》理论,采空区形成10 a以上,总变形量一般可达90%;采空区形成3～10 a以后,总变形量一般可达85%;采空区形成3年以内,总变形量一般可达75%.由此可估算出拟建建筑物采空区的地表剩余沉陷值,见表3.表2 地表沉陷预测统计结果Table 2 Statistical results of surface subsidence prediction 煤层 开采厚度/m 下沉值Wcm/mm 倾斜Icm/(mm·m-1) 曲率Kcm/(×10-6 m) 水平位移Ucm/mm 水平变形Ecm/(mm·m-1) 影响半径r/m 9-1#煤 3.17 2 140 15.07 0.161 642 6.872 142 16#煤 6.46 5 259 31.68 0.290 1 577 14.446 166
表3 剩余地表沉陷预测统计结果Table 3 Statistical results of remaining surface subsidence prediction 煤层 开采厚度/m 剩余下沉值Wcm/mm 剩余倾斜Icm/(mm·m-1) 剩余曲率Kcm/(×10-3 m) 剩余水平位移Ucm/mm 剩余水平变形Ecm/(mm·m-1) 9-1#煤 3.17 214 1.507 0.016 64.2 0.687 16#煤 6.46 789 4.752 0.044 236.7 2.1673 数值模拟计算地表变形
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Visual Modflow模型的大型储煤槽仓边坡防渗分析[J]. 吕远强,孙国凯,赵金刚. 西安科技大学学报. 2020(04)
[2]壁式废弃采空区地表建设再利用风险识别、评估与控制[J]. 郭庆彪,王磊,李英明,方苏阳,钟琦. 煤炭技术. 2019(10)
[3]黄土矿区开采沉陷与地表损害研究述评[J]. 芦家欣,汤伏全,赵军仪,闫照存. 西安科技大学学报. 2019(05)
[4]基于RHINO-FLAC3D的采空区稳定性分析及治理方案选择[J]. 陈光飞,罗昌繁,钟连祥,陈飞. 矿业研究与开发. 2019(09)
[5]复杂采空区群稳定性的数值模拟分析及治理措施研究[J]. 张访问,李伟明. 矿业研究与开发. 2019(09)
[6]基于MIDAS软件对受采空区影响坡体的稳定性研究[J]. 杨撷民,霍俊杰,李彦荣. 煤炭科学技术. 2019(08)
[7]城市地下不规则采空区的超载破坏模型试验[J]. 李东阳,王杰,杨韶珺,王波,张垒志. 煤炭学报. 2019(07)
[8]采空区活化失稳关键因素模拟分析[J]. 刘占新,王昌祥,杨路林,孙庆超,江宁. 煤矿安全. 2019(06)
[9]浅埋房式采空区下长壁采场动载矿压发生机制[J]. 霍丙杰,荆雪冬,范张磊,谢伟,段志华,解振华. 岩土工程学报. 2019(06)
[10]综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价[J]. 孙魁,夏玉成,李成,陈建平,方刚. 西安科技大学学报. 2019(03)
本文编号：3451257
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