第1章 开采沉陷损害类型及特征

合集下载

煤矿开采沉陷地质灾害和处理策略

煤矿开采沉陷地质灾害和处理策略

煤矿开采沉陷地质灾害和处理策略发布时间:2021-09-07T10:49:43.078Z 来源:《探索科学》2021年7月下14期作者:高久国[导读] 中国的煤炭埋藏比较深,这使得很多煤矿都是井工开采。

井工开采会破坏原有地层的稳定性,使得煤层上覆岩层发生移动。

当岩层移动波及到地表时,地表会向采空区一侧凹陷,这就是通常所说的开采沉陷。

在过去,煤矿开采区地表人烟稀少,开采沉陷引起的灾害未能引起人们足够的重视。

现在,很多煤矿附近都有居民区或地表上有建筑物等。

为此,不得不重视煤矿开采沉陷引起的煤矿地质灾害。

山东唐口煤业有限公司高久国摘要:中国的煤炭埋藏比较深,这使得很多煤矿都是井工开采。

井工开采会破坏原有地层的稳定性,使得煤层上覆岩层发生移动。

当岩层移动波及到地表时,地表会向采空区一侧凹陷,这就是通常所说的开采沉陷。

在过去,煤矿开采区地表人烟稀少,开采沉陷引起的灾害未能引起人们足够的重视。

现在,很多煤矿附近都有居民区或地表上有建筑物等。

为此,不得不重视煤矿开采沉陷引起的煤矿地质灾害。

开采沉陷引起的地质灾害主要有地表水断流、水土流失严重及山体滑坡等,不利于人类正常的生产活动。

关键词:煤矿;开采;沉陷地质灾害;处理煤层开采破坏了原有岩层的平衡,使得煤层上覆岩层发生运动,导致地表发生沉陷。

地表沉陷容易引发一系列的地质灾害,危及到人类正常的活动。

为此,需要对煤矿开采沉陷进行防治。

分析了煤矿开采沉陷地质灾害的机理和类型,重点讨论了一些煤矿开采沉陷处理策略,可以为煤矿开采沉陷地质灾害的防治提供一定的参考。

1煤矿开采沉陷地质灾害形成机理和类型为了更深刻地认识煤矿开采引起的地质灾害,需要了解开采沉陷地质灾害的形成机理和类型。

下面将对这两方面进行详细介绍。

1.1煤矿开采沉陷地质灾害形成机理在煤层开采后,岩层的原始平衡被打破,需要重新达到平衡。

在达到新的平衡的过程中,岩层会发生移动。

当岩层移动波及到地表时,地表会发生沉降。

第一讲 开采沉陷的基本概念

第一讲 开采沉陷的基本概念
第1章 开采沉陷的基本概念
• 第一节 地下开采引起的岩层移动
一、地下开采引起的岩层移动 在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。 局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩 体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动 变形和破坏,直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行,这一 过程不断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也 是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。 本学科常用岩体移动表示地表以下岩体内部的移动,而通 常研究的是沉积岩层的移动过程和规律,所以又常称岩层移动 。
冲积层的移动形式是垂直弯曲,不受煤 层倾角的影响。在水平煤层条件下,冲积层 和基岩的移动形式是一致的。 应该指出,以上六种移动形式不一定同 时出现在某一个具体的移动过程中 。
三、移动稳定后采动岩层内的三带
• 从以上分析可以看,煤层采出后,在采空区上覆岩层 发生了较为复杂的移动和变形。将移动稳定后的上覆岩层 按其破坏程度,分为三个不同的开采影响带,即冒落带、 断裂带、弯曲带(见图3)。
(四)岩石沿层面的滑移。在开采倾斜煤层时,岩石在 自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会 产生沿层面方向的移动。岩层倾角越大,岩层沿层面滑移 越明显。沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩 层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。 (五)垮落岩石的下滑(或滚动)。煤层采出后,采空 区为冒落岩块所充填。当煤层倾角较大,而且开采自上而 下顺序进行,下山部分煤层继续开采而形成新的采空区时 ,采空区上部垮落的岩石可能下滑而充填新采空区,从而 使采空区上部的空间增大,下部空间减小,使位于采空区 上山部分的岩层移动加剧,而下山部分的岩层移动减弱。 (六)底板岩层的隆起。当底板岩层较软时,在煤层采 出后,底板在垂直方向减压,水平方向受压,导致底板向 采空区方向隆起。

开采引起的地质灾害的类型_特征及防治

开采引起的地质灾害的类型_特征及防治

日 益增多
矿区土地的大面积塌陷 , 不但给矿区带来了 治理时
开采中等倾斜矿体时往往出现这种情况 , 在大断层
露头 断裂带 陡倾角的不 同岩体界面 , 也往往是地表变
严重的环境灾害 , 而且使农 田荒芜 农民少地或无地耕
种 , 因此 , 必须对采煤塌 陷区域进行全面治理
形不连续地区 , 它们可以使变形集中于本身而同时减弱
及软 弱夹层 , 易 发生 较 大规 模 的垮 落 , 引起 采场 和 巷 道
冒顶 事故 (3 ) 深 部岩爆 矿 山进 人 I000m 以下深 部 开 采后 ,
地 表 连 续 变形 的 明显 特 点是 变
形后 地表仍 具有 原来 的隔水 性能 地表 的不连 续变形 , 破 坏可 能有如 下形 式 : (1 ) 山丘地 表下开 采矿体 , 由于开 采影 响 , 造 成 山体 崩塌 或沿 结构弱 面滑移 ;
高应力条 件下 的硬 岩层 往 往 会 发 生岩 爆
红透 山铜 矿开 拓达 1337m , 在 采深 11
如我 国冬 瓜
山铜 矿开 拓达 110 0 m , 深 部有 岩 爆声 和岩 石 弹 射 现象 ;
m 左 右 , 大片 采
(2 ) 崩落法采矿或开采不规则矿体 急倾斜矿体时 ,
形成 地表 塌陷 ;
地表沉降量和沉降速度 3.3 全 面治理 塌 陷区域环境 灾 害
随着 矿 区开 采范 围 的不 断 扩 大 , 塌 陷 破坏 的土地
斗笠山煤矿岩溶矿区地表 , 曾因开采影响一次造成沿煤
层走向 2 5 km 倾 向 2.skm 的地面范围内 , 大量农 田出 现地面塌陷 , 大量民房受到影 响 池塘干涸 2.3 移动破坏基本连续但局部不连续
其两边的变形

第1章 开采沉陷损害类型及特征教材

第1章 开采沉陷损害类型及特征教材
(二) 倾斜对房屋的损害 地表倾斜后,将引起房屋的歪斜。房屋倾斜会导致房屋重心偏离,产生 附加倾覆力矩,承载结构内部将产生附加应力,基础承载压力重新分布。地 表倾斜尤其对高层建筑物的损害明显,甚至会引起楼房底层发生下水道倒流 等现象,影响正常生活和使用。 (三)地表曲率对房屋的损害 地表曲率变形将原来房屋的平面基础变为曲面形状。这样,建筑物的荷 载与基础土壤反力间的初始平衡状态就遭到了破坏。在正负曲率作用下,房 屋都会受到损害。
可使门窗洞口挤成菱形,纵墙或围墙产生褶曲或屋顶鼓起。
(五)剪切变形房屋损害 当房屋处于下沉盆地主断面上,但其方位与回采区段斜交,或者房屋处 于下沉盆地非主断面位置时,在地表剪切变形作用下,房屋的纵横基础间将 产生相对转动,从而使房屋改变了原有的平面形状。 (六)扭曲变形对房屋的损害 由于两个横墙处的地表倾斜值不同,导致了地表沿房屋的纵轴中心线产
地 表 变 形 值 损坏 等级 建 筑 物 损 坏 程 度 水平变形 mm/m 曲率 K -3 10 /m 倾斜 i mm/m 结构 处理
第一章 开采沉陷损害类型及特征
第一节 第二节 第三节 第四节 及井筒损害 第五节 开采沉陷导致的工程地质损害 开采沉陷土地损害 开采沉陷房屋损害 开采沉陷地面及地下构筑物损害 开采井筒煤柱不均匀沉陷导致的工业广场设施
第六节
近地表开采(挖)损害
开采损害与环境保护
第一篇 开采损害类型及特征
水冲刷、侵蚀后形成塌陷破坏坑(图1-2)和泥石流等地质灾害。
图1-1采动地表裂缝破坏
图1-2采动地表塌陷坑破坏
开采损害与环境保护
(二)降低了地表标高,形成低洼积水坑或沼泽地。
(三)开采引起湿陷性黄土裂缝损害。
三、土地沉陷损害分级

开采沉陷与控制基本概念概要课件

开采沉陷与控制基本概念概要课件

优化开采方法能够提高资源回收率,降低 地表沉陷和对环境的影响,提高矿井的经 济效益和社会效益。
03
沉陷观测与评估
观测方法
全球定位系统(GPS)
用于测量地表移动和变形,具有高精度和高 效率的特点。
数字高程模型(DEM)
利用地形数据建立数字高程模型,分析地表 形变和沉降。
雷达干涉测量
通过比较不同时间拍摄的卫星图像,监测地 表沉降和变形。
经验四
加强与相关部门的沟通协调,形成有效的 合作机制。
谢谢您的聆听
THANKS
行业标准与规范
《煤炭工业发展规划》
该规划是煤炭行业发展的指导性文件, 对煤炭开采过程中的沉陷控制提出了 具体要求。
《煤矿环境保护办法》
该办法规定了煤炭开采过程中的环境 保护要求,对沉陷控制具有指导意义。
05
沉陷控制实践与案例
国外实践与案例
பைடு நூலகம்
案例一
美国宾夕法尼亚州开采沉陷案例
案例二
澳大利亚新南威尔士州开采沉陷案例
技术优势
离层注浆能够避免对地表的破坏,降 低施工成本,提高施工效率。
优化开采方法
总结词
综合技术措施
详细描述
优化开采方法是一种综合技术措施,通过 优化采煤方法、开采顺序、工作面布置等 参数,控制地表沉陷。
开采方法优化
技术优势
优化采煤方法,选择适合的采煤工艺和设 备;优化开采顺序,合理安排工作面接替; 优化工作面布置,降低地表沉陷影响。
自动化观测系统
采用传感器和数据采集技术,实时监测地表 沉降和变形。
评估指标
地表沉降量
评估地表沉降的总量和分布情况。
地表移动速度
评估地表移动和变形的速率。

开采沉陷1

开采沉陷1

1.开采沉陷:有用矿物被开采出来后,开采区域周围岩体的原始应力平衡状态受到破坏,应力重新分布,达到新的平衡,在此过程中,岩层和地表产生连续的移动变形和非连续的破坏,这种现象称为开采沉陷。

2.三下采煤:建筑物,铁路,水体下采煤的合称。

3.岩层移动的形式:弯曲,垮落,煤的挤出,岩层沿层面滑移,垮落岩石下滑,底板岩层隆起。

4.上三带:跨落带,断链带,弯曲带。

下三带:地板采动导水破坏带,地板阻水带,地板承压水导升带。

5.跨落带:是指由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区跨落得岩层范围。

特点:①垮落带县有分层性,它分为不规则垮落和规则垮落两部分。

在下部不规则垮落部分,岩层完全失去其原有层位,在靠近煤层附近,岩石破碎,堆积紊乱。

规则的垮落部分,垮落岩层基本保持其原有层位,处于不规则垮落部分之上。

②垮落带岩石具有一定的碎胀性,垮落岩块间的空隙较大,有利于水、砂、泥土通过。

垮落后岩石体积大于垮落前岩石体积。

③垮落岩石具有可压缩性,垮落岩块间的空隙随着时间的推移和工作面的推进在一定程度上可以压实,一般时间越长,压实性越好,但永远恢复不到垮落前原岩体的体积。

④垮落带的高度取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数。

通常为采出厚度的3~5倍。

薄煤层开采时垮落带高度较小,一般为采出厚度的1.7倍。

顶板岩石坚硬时垮落带高度为采出厚度的5~6倍;顶板为软岩时,垮落带高度为采出厚度的2~4倍。

6.断裂带:是指在跨落带上方的岩层产生断裂或裂缝,但保持其原有层状的岩层范围。

特点:不仅发生垂直于层理面的断裂或裂缝,而且产生顺层理面的离层裂缝。

7.弯曲带:是指断裂带上方直至地表产生弯曲下沉的岩层范围。

特点:1.弯曲带内岩层在自重力的作用下产生沿层面法方向弯曲,在水平方向受双向压缩,压实程度较好,具有良好的隔水性;2.弯曲带内岩层的移动过程是连续有规律的,保持其整体性和层状结构,不存在或极少存在采动裂缝;3.弯曲带的高度主要受开采深度的影响。

8.地板踩动导水破坏带:是指煤层底板岩层受采动影响而产生导水裂缝的岩层范围,其深度为自煤层底板至采动导水裂缝最深处的发现距离。

开采沉陷第一讲

开采沉陷第一讲
1.1 开采引起的岩层和地表移动
1.2 盆地内地表移动和变形分析 1.3移动稳定后盆地内移动和变形分布规律
1.4采动过程中盆地主断面内移动和变形分布规律
1.5岩层与地表移动与地质采矿条件的关系
1.6特殊地质采矿条件下的岩层及地表移动规律
河南理工大学
1.1开采引起的岩层和地表移动
1.1.1 开采引起的岩层移动和破坏
主断面的个数?
主断面的位置?
河南理工大学
1.1.2 开采引起的地表移动和破坏
最大下沉角(Angle of maximum subsidence)
定义:就是在倾斜主断面上,由采空区的中点和地表移动盆地的最大 下沉点(在地表水平上的投影点)的连线与水平线之间在煤层下山方 向一侧的夹角,以θ表示。
实测表明,缓倾斜煤层时,最大下沉角主要与覆岩岩性和煤层倾角有 关:
弯曲带位于裂缝带之上直至地表。其移动特点为: 1)岩层在自重作用下产生层面法向弯曲,在水平方向处于双向压缩状 态;
2)岩层的移动过程是连续而有规律的,并保持其整体性和层状结构, 不存在或极少存在离层裂缝;在竖直面内移动值相差很小;
3)一般情况下具有隔水性 4)弯曲带高度主要受采深影响。
河南理工大学
河南理工大学
开采沉陷学
第一讲
主讲:蔡来良
Email:cailailiang@
河南理工大学 测绘与国土信息工程学院
河南理工大学
绪论
研究对象:矿山开采沉陷
矿山开采沉陷(Mining subsidence)定义:地下 有用矿物被采出以后,开采区域周围的岩体的原 始应力平衡状态受到破坏,应力重新分布,达到 新的平衡。在此过程中,使岩层和地表产生连续 的移动、变形和非连续的破坏(开裂、冒落等) ,这种现象称为矿山开采沉陷,或开采沉陷。

矿山开采沉陷学(知识点整理)

矿山开采沉陷学(知识点整理)

v1.0 可编辑可修改矿山开采沉陷学第一章:1:在地下开采前,岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。

局部矿体被采出后,在岩体内部形成一个采空区,导致周围岩体应力状态发生变化,引起应力重分布,从而使岩体产生移动变形和破坏,直至达到新的平衡。

随着采矿工作的进行,这一过程不断重复。

它是一个十分复杂的物理、力学变化过程,也是岩层产生移动和破坏过程,这一过程和现象称为岩层移动。

2:充分采动区COD位于采空区中部上方,其移动特征是:煤层顶板在上覆岩体重力作用下,先向采空区方向弯曲,然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。

此后,岩层成层状向下弯曲,同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。

成层状弯曲的岩层下沉,使冒落破碎的岩块逐渐被压实。

移动结束后,此区内下沉的岩层仍平行于它的原始层位,层内各点的移动向量与煤层法线方向一致,在同一层内的移动向量彼此相等。

3:岩层移动形式(一)弯曲,这岩层移动的主要形式。

当地下开采后,从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲,直到地表。

(二)岩层的垮落(或称冒落)。

当煤层采出后,采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。

当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时,岩层破碎成大小不一的岩块,冒落充填于采空区。

此时,岩层不再保持其原有的层状结构。

这是岩层移动过程中最剧烈的形式,通常只发生在采空区直接顶板岩层中。

(三)煤的挤出(又称片帮)。

采空区边界煤层在支承压力作用下,一部分被压碎挤向采空区,这种现象称为片帮。

由于增压区的存在,煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩,从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。

(四)岩石沿层面的滑移。

在开采倾斜煤层时,岩石在自重力的作用下,除产生沿层面法线方向的弯曲外,还会产生沿层面方向的移动。

岩层倾角越大,岩层沿层面滑移越明显。

沿层面滑移的结果,使采空区上山方向的部分岩层受拉伸,甚至剪断,而下山方向的部分岩层受压缩。

(五)垮落岩石的下滑(或滚动)。

煤层采出后,采空区为冒落岩块所充填。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
地 表 变 形 值 损坏 等级 建 筑 物 损 坏 程 度 水平变形 mm/m 自然间砖墙上出现宽度 1-2mm 的裂缝 Ⅰ 自然间砖墙上出现宽度小于 4mm 的裂缝; 多条裂 缝总宽度小于 10mm 自然间砖墙上出现宽度小于 15mm 的裂缝,多条 裂缝总宽度小于 30mm;钢筋混凝土梁、柱上裂 缝长度小于 1/3 截面高度;梁端抽出小于 20mm; 砖柱上出现水平裂缝,缝长大于 1/2 截面边长; 门窗略有歪斜 自然间砖墙上出现宽度小于 30mm 的裂缝,多条 裂缝总宽度小于 50mm;钢筋混凝土梁、柱上裂 缝长度小于 1/2 截面高度;梁端抽出小于 50mm; 砖柱上出现小于 5mm 的水平错动; 门窗严重变形 自然间砖墙上出现宽度大于 30mm 的裂缝,多条 裂缝总宽度大于 50mm; 梁端抽出小于 60mm; 砖 柱出现小于 25mm 的水平错动 Ⅳ 自然间砖墙上出现严重交叉裂缝、 上下贯通裂缝, 以及墙体严重外鼓、歪斜;钢筋混凝土梁、柱裂 缝沿截面贯通;梁端抽出大于 60mm 砖柱出现大 于 25mm 的水平错动;有倒塌危险 6.0 0.6 10.0 极度严 重损坏 拆建 2.0 0.2 3.0 曲率 K 10 /m
开采损害与环境保护
开采损害与环境保护
六盘水师范学院矿业工程系 2013.8
开采损害与环境保护
目录
第一篇 开采损害类型及特征
第一章 第二章 第三章 第四章 开采沉陷损害类型及特征 开采水动力损害 开采大气损害 开采废弃物(尾矿)损害
第五章
开采对生态环境的影响
开采损害与环境保护
第二篇 开采损害防治
第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章 岩层移动变形机理 开采沉陷的一般规律 开采损害的监测与评价 保护煤(岩)柱或矿(岩)柱的留设 建筑物下采煤 铁路下采煤 水体下采煤 承压含水层上采煤
-3
表 1-2
倾斜 i mm/m 极轻微损坏 轻微损坏 不修 简单维 修 结构 处理
损坏分类

4.0
0.4
6.0
轻度损坏
小修

6.0
0.6
10.0
中度损坏
中修
严重损坏
大修
注:建筑物的损坏等级按自然间为评判对象,根据各自然间的损坏情况按表 1-2 分别进行。
开采损害与环境保护
第三节 开采沉陷地面及地下构筑物损害
图1-5 采动引起轨道横向扭曲变形
开采损害与环境保护
(二)地表纵向倾斜移动变形损害 地表纵向倾斜变形使道路爬行坡度增大,两站之间的区间坡度大于 1:80 (12.5‰)时车辆行使困难,可能会破坏列车的正常运行和调车场的工作, 为此需要增加列车的牵引力和制动力。采动线路中出现高差大于 200mm的鞍 形断面或盆形断面时,为了恢复轨道的正常坡度,必须进行大量的维修作。 (三)地表波浪起伏沉陷损害
开采损害与环境保护
第二节 开采沉陷房屋损害
地下开采对地表房屋的损害主要是由采动地表在垂直方向的移动变形(下沉、
倾斜、曲率、扭曲)和水平方向的移动变形(水平移动、拉伸与压缩变形)以及地 表平面内的剪应变引起。
一、开采沉陷房屋损害类型
(一)下沉对房屋的损害 一般,当房屋所处的地表出现均匀下沉时,房屋的结构不会产生附加应力,因
开采地表压缩变形的挤压力,通过路基传递给路面,一般情况下公路路 面的抗挤压能力很小,在挤压变形作用下,公路路面波浪起伏,在这种条件 下高速行驶的车辆会腾空,引发翻车事故,同时在行车的作用下会加速路面 的破坏。 (四)地表拉伸变形损害
纵向水平移动变形会引起钢轨衔接处鱼尾板的断裂、轨缝闭合、以及钢 轨的纵向弯曲表现为侧向弯曲或向上凸起,严重时会导致轨道脱离路基悬 空,引起火车掉道、行车事故。采动地表纵向移动变形会引起公路路基、路 面开裂破坏或挤压隆起形成波浪起伏路面。公路路面开裂后,雨水浸入路面 在热胀冷缩及冻溶作用下,路面更易破坏。
二、下沉土地损害形式
开采沉陷引起土地损害的形式可归纳为以下几种形式: (一)开采沉陷引起的地表裂缝、台阶下沉、塌陷坑及滑坡破坏。
开采损害与环境保护
此破坏对土地的损害也最为严重。如:陕西开采时间最长的铜川矿区,由 于开采形成的地裂缝比比皆是(图1-1),市区内因采动引起的新老滑坡154 处,崩塌和坠落体351处。澄合矿区巨厚湿陷性黄土覆盖层开采地表裂缝经雨
地 表 变 形 值 损坏 等级 建 筑 物 损 坏 程 度 水平变形 mm/m 曲率 K -3 10 /m 倾斜 i mm/m 结构 处理

二 三 四
基础及勒脚出现1mm左右的细微裂缝
勒脚处裂缝增大,并扩展到窗台下,梁下 支撑处两侧墙壁开始出现裂缝
1.0
1.0~2.0 2.0~7.0 7.0~11
第一章 开采沉陷损害类型及特征
第一节 第二节 第三节 第四节 及井筒损害 第五节 开采沉陷导致的工程地质损害 开采沉陷土地损害 开采沉陷房屋损害 开采沉陷地面及地下构筑物损害 开采井筒煤柱不均匀沉陷导致的工业广场设施
第六节
近地表开采(挖)损害
开采损害与环境保护
第一篇 开采损害类型及特征
水冲刷、侵蚀后形成塌陷破坏坑(图1-2)和泥石流等地质灾害。
图1-1采动地表裂缝破坏
图1-2采动地表塌陷坑破坏
开采损害与环境保护
(二)降低了地表标高,形成低洼积水坑或沼泽地。
(三)开采引起湿陷性黄土裂缝损害。
三、土地沉陷损害分级
我国目前还没有关于土地沉陷损害的分级标准,根据土地沉陷的 特点一般可将土地沉陷损害分为4个等级,见表1-1。
开采损害与环境保护
第三篇 矿山环境保护
第十四章 第十五章 第十六章 第十七章 第十八章 第十九章 第二十章 村庄、城镇建筑物的地上保护措施 开采沉陷盆地土地治理 矿山固体废弃物处理 矿区水环境与水资源化 矿山环境质量评价 开采损害防治新理论、新技术及其应用 矿区环境与可持续发展
开采损害与环境保护
可使门窗洞口挤成菱形,纵墙或围墙产生褶曲或屋顶鼓起。
(五)剪切变形房屋损害 当房屋处于下沉盆地主断面上,但其方位与回采区段斜交,或者房屋处 于下沉盆地非主断面位臵时,在地表剪切变形作用下,房屋的纵横基础间将 产生相对转动,从而使房屋改变了原有的平面形状。 (六)扭曲变形对房屋的损害 由于两个横墙处的地表倾斜值不同,导致了地表沿房屋的纵轴中心线产
第一章 开采沉陷损害类型及特征
矿山开采包括露天开采和地下开采两大类。下面以地下开采损害为
主,阐述各类损害及其特征。
第一节
开采沉陷土地损害
一、开采沉陷土地损害现状
目前,我国采矿业每年占用和破坏的土地约达3.4万公顷,其中仅每年 煤炭开采形成的地面塌陷就约达3.0万公顷,累计已达约50万公顷,且每年 还将以3万公顷左右的速度增长。
土地沉陷损害分级 A级 下沉大于100mm,小于500mm 表1-1 对土地影响轻微
B级
C级 D级
下沉大于500mm,小于1500mm
下沉大于1500mm,小于3000mm 下沉大于3000mm
对土地产生明显的影响
对土地产生严重的影响 一般积水而无法耕作
注:对于地表沉陷裂缝带,塌陷坑等无法耕种的沉陷损害,均可归于 D级损害
图1-3 a)正曲率作用下房屋的受力状态 b)负曲率作用下房屋的受力状态 FR—地表曲率附加力 MR—地表曲率附加力响下,将使地基反力重新分布,而使房屋墙壁 在竖直面内受到附加的弯矩和剪力的作用(图1-3),其值超过房屋基础和 上部结构的极限强度时,房屋就会出现裂缝。
(二) 倾斜对房屋的损害 地表倾斜后,将引起房屋的歪斜。房屋倾斜会导致房屋重心偏离,产生 附加倾覆力矩,承载结构内部将产生附加应力,基础承载压力重新分布。地 表倾斜尤其对高层建筑物的损害明显,甚至会引起楼房底层发生下水道倒流 等现象,影响正常生活和使用。 (三)地表曲率对房屋的损害 地表曲率变形将原来房屋的平面基础变为曲面形状。这样,建筑物的荷 载与基础土壤反力间的初始平衡状态就遭到了破坏。在正负曲率作用下,房 屋都会受到损害。
图1-6 塔体倾斜平衡力系的变化 1—塔体原始状态;2—塔体倾斜状态;3—地表原始状态 4—地表沉陷状态;5—基础应力状态;p—作用力;c—倾斜角
开采损害与环境保护
(二)开采沉陷对地下管线的损害
城镇地下管道可分为带压管道:输油、供水、供气、供暖等;自流管
道:生活废水、工业废水、雨水排水管道;电缆(通讯)管线三类。这些 管(道)线对纵向水平变形和局部下沉形成的曲率变形比较敏感。
开采沉陷地面及地下构筑物损害包括:地面铁路、公路、高压输电线 塔、线路、索道、电视转播塔、烟囱等高层建(构)筑物、堤坝、桥涵、管 路及地下埋藏的各类建(构)筑物等。
一、开采沉陷对铁路、公路及其构筑物的损害
按开采沉陷引起地表变形特点, 可将沉陷对铁路、公路的损害分为: (一)地表横向倾斜移动变形损害 横向不均匀移动变形将导致铁路 轨道横向移动扭曲变形(图1-5), 两条轨道分离或挤压,使高速行驶的 火车行使困难,脱轨掉道,甚至发生 翻车事故。
而对其本身也就不会带来损害,但当地表下沉量大,地下水位又很高时,造成房屋
周围长期积水或受潮,改变了房屋所处的环境,会降低地基的强度。不均匀下沉造 成房屋损害的最普遍形式就是产生不同程度的房屋斑裂,一般不均匀下沉的上方墙
体就产生倾斜裂缝,严重时就会影响房屋的使用甚至会使房屋破坏而废弃。
开采损害与环境保护
生了扭曲变形,导致房屋扭转变形的产生。
开采引起的房屋损害类型见图1-4所示。
开采损害与环境保护
二、开采房屋损害程度分级
我国在《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》 (以下简称“三下采煤”规程)中将长度或变形缝区段内长度小于20m的砖 混 结构房屋破坏分为四个等级,见表1-2。其它结构类的建(构)筑物可参照 表1-2执行,表 1-3给出了土筑平房破坏等级与地表变形的对应关系。 建筑物(土筑平房)破坏(保护)等级与地表变形的关系 表1-3
相关文档
最新文档