变形监测作业 第9-2章 建筑物下采煤 图文
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变形监测作业 第9-4章 水体下采煤 图文
水体（承压水）上采煤：指在保障安全条件下，采 用专门的技术和安全措施开采承压含水层上面的煤层。
原则：受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水能力、 不影响正常生产，以及地面水利设施经维修不影响正常 使用。
因此，在近水体采煤时必须严格控制对水体的采动影 响程度。按水体的类型、流态、规模、赋存条件及允许 采动影响程度，可将受开采影响的水体分为不同的采动 等级对不同采动等级的水体，必须采用留设相应的安全 煤岩柱的措施。
9.4.2 水体下采煤技术
覆岩破坏的分带 影响覆岩破坏及其导水性的因素 覆岩破坏高度的计算方法 水体下采煤的技术措施
覆岩破坏的分带
从对水体下采煤的要求出发，将采空区上覆岩层按破坏 程度划分为垮落带、断裂带和弯曲下沉带(简称“上三带”) 。垮落带和断裂带都是透水的，所以通常把它们合称为“导 水裂缝带”。如图9-2所示。
采用煤柱支撑法(条带法、房柱法和刀柱法) 管理 顶板时，若所留煤柱能够支撑住顶板，尽管开采部分的 顶板局部垮落，导水裂缝带还能孤立存在且高度很小。
（3）煤层倾角
煤层倾角对覆岩破坏影响主要表现在使覆岩破坏产 生不同的形态。
➢ 开采水平煤层及缓倾斜煤层(α＝0～ 35°) 时
➢ 开采倾斜煤层(α＝36～54°) 时
能使垮落岩块充分压实，最终覆岩破坏高度较低。
覆岩大致分为坚硬与软弱两种，包括四种组合结构形式。 如图9-3所示。
覆岩结构特征对覆岩破坏高度的影响
➢ 坚硬－坚硬型：煤层的直接顶板弯向采空区并发生块状垮落， 上部的老顶岩层由于坚硬不易弯曲下沉，开采空间靠垮落碎胀 的岩块来充填，加之坚硬岩石断裂后不易闭合，覆岩破坏高度 最大。
1、垮落带； 2、断裂带； 3、弯曲下沉带； 4、导水裂缝带 5、严重开裂区； 6、一般开裂区 ；7、微小开裂区
原则：受影响的采区和矿井涌水量不超过其排水能力、 不影响正常生产，以及地面水利设施经维修不影响正常 使用。
因此，在近水体采煤时必须严格控制对水体的采动影 响程度。按水体的类型、流态、规模、赋存条件及允许 采动影响程度，可将受开采影响的水体分为不同的采动 等级对不同采动等级的水体，必须采用留设相应的安全 煤岩柱的措施。
9.4.2 水体下采煤技术
覆岩破坏的分带 影响覆岩破坏及其导水性的因素 覆岩破坏高度的计算方法 水体下采煤的技术措施
覆岩破坏的分带
从对水体下采煤的要求出发，将采空区上覆岩层按破坏 程度划分为垮落带、断裂带和弯曲下沉带(简称“上三带”) 。垮落带和断裂带都是透水的，所以通常把它们合称为“导 水裂缝带”。如图9-2所示。
采用煤柱支撑法(条带法、房柱法和刀柱法) 管理 顶板时，若所留煤柱能够支撑住顶板，尽管开采部分的 顶板局部垮落，导水裂缝带还能孤立存在且高度很小。
（3）煤层倾角
煤层倾角对覆岩破坏影响主要表现在使覆岩破坏产 生不同的形态。
➢ 开采水平煤层及缓倾斜煤层(α＝0～ 35°) 时
➢ 开采倾斜煤层(α＝36～54°) 时
能使垮落岩块充分压实，最终覆岩破坏高度较低。
覆岩大致分为坚硬与软弱两种，包括四种组合结构形式。 如图9-3所示。
覆岩结构特征对覆岩破坏高度的影响
➢ 坚硬－坚硬型：煤层的直接顶板弯向采空区并发生块状垮落， 上部的老顶岩层由于坚硬不易弯曲下沉，开采空间靠垮落碎胀 的岩块来充填，加之坚硬岩石断裂后不易闭合，覆岩破坏高度 最大。
1、垮落带； 2、断裂带； 3、弯曲下沉带； 4、导水裂缝带 5、严重开裂区； 6、一般开裂区 ；7、微小开裂区
第九章_边坡工程变形监测-43页PPT资料
说明： ●对主滑方向和范围明确的边坡，测线可采用十字型布置；
●测线十字型布置时，深部位移监测孔通常布设在主滑方向上； ●对主滑方向和范围不明确的边坡，放射型布置更适用。 ●测线放射型布置时，在不同方向交叉布置深部位移监测孔。
2、监测网形成: 考虑平面及空间的展布,各个测线按一定规律形成监测网；
二、监测的内容和方法
1.地表变形 位移和沉降 监测内容：
2.地声 地音量测 3.地下变形 位移和沉降
4.应变 5.水文 6.环境因素
观测地下水位 观测孔隙水压 测泉流量 测河水位
测降雨量 测地温 地震监测
监测方法： 1.简易观测法 2.设站观测法 3.仪表观测法 4.远程监测法
(一)简易观测法
(二)设站观测法
要点： ●在边坡体上设立变形观测点（成线状、格网状等）； ●在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站； ●用测量仪器定期监测变形区内网点的三维位移变
1．大地测量法 测二维水平位移：前方交会法（两方向或三方向）； 双边距离交会法。 测某个方向的水平位移：视准线法；小角度法；测距法。 测垂直位移：几何水准测量法； 精密三角高程测量法。 优点：监控面广，能确定边坡地表变形范围； 量程不受限制； 能观测到边坡体的绝对位移量。 缺点：受到地形通视条件限制和气象条件的影响； 工作量大，工作周期长十； 连续观测能力较差。
2．GPS（全球定位系统）测量法 GPS的特点：定位精度可达毫米级 优点：观测点之间无需通视，选点方便； 观测不受天气条件的限制，可全天候观测； 可同时测定观测点的三维坐标和速度； 在测程大于10km时，精密优于光电测距仪。 缺点：价格贵。
用途：地形条件复杂、起伏大或建筑物密集、 通视条件差的边坡监测。
一、监测设计的原则
建筑物下采煤
一、防止地表突然下沉和塌陷,
1）在缓倾斜和倾斜厚煤层浅部, 采用倾斜分层 2）急倾斜煤层（浅部） 采用分层间歇式采煤法 严禁无限制地放煤 煤层顶板坚硬不易冒落时要人工强制放顶。 煤层露头处应保留足够高度的煤柱 3）若建筑物位于煤层露头附近或其下方有浅部煤 层或煤层上方覆岩为石灰岩地层，需查明建筑物 下方是否有老窑、废巷、岩溶、老井以及他们被 充填的程度
b a
条带采煤法
大同白洞居民村下 徐州 韩桥、徐州沛城城下 枣庄、抚顺 阜新平安矿建筑物下 蛟河矿奶子山镇下 四川南桐隧道下 鹤壁九矿工人村下 峰峰矿区 条带+充填 —0.020.05 条带+垮落 —0.050.15
D
qc
2
qc
β ′ B
150
1
c
q
c"
b" b′
b
c′
β ′
b
100
lb
0 -100
确定松 散层保 护边界 γ ′ abcd,向 外量一 定距离 ctan 为： s = h·
ld
qd
θ d d′ d" a" a′ a
2
γ ′
-200 -300
la
la
1
-400
A
垂线计算
过a、b、c、d角点，分别作垂直ab、bc、cd和ad直 线的垂线，la1和lb，qb和qc1，qc2和qd，la2和ld
m2
Ⅰ Ⅰ
3 -350
Ⅰ Ⅰ A(q 3 ) a a′ Ⅰ m2 m d′ d C(k 3 )
Ⅰ Ⅰ
-300 -200 -350 -250 -150 -100
Ⅰ Ⅰ
q b′
b
B(q 2 )
现代工程变形监测PPT课件
制定和完善变形监测相关的标准和规范， 提高监测数据的可比性和可靠性。
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详细描述
除了上述几种监测技术外，还有一些其他先进的变形监测技术，如雷达干涉测量、激光扫描等。这些技术各有特 点，可根据工程需求选择合适的监测手段，以实现更高效、更精确的变形监测。
04 工程实例分析
高层建筑物的变形监测
监测目的
监测数据分析
确保高层建筑在施工和使用过程中的 安全性和稳定性，及时发现和预警潜 在的变形风险。
通过对监测数据的处理和分析，评估 建筑物的变形状况，预测未来的变形 趋势，为工程维护和加固提供依据。
监测方法
采用全站仪、水准仪等测量设备，对 建筑物的沉降、倾斜、裂缝等进行定 期监测。
大跨度桥梁的变形监测
监测目的
确保大跨度桥梁在运营过程中的 安全性和稳定性，及时发现和预
警潜在的变形风险。
监测方法
采用GPS、红外线等测量技术，对 桥梁的挠度、倾斜、位移等进行定 期监测。
按监测周期可分为
长期监测、中期监测和短期监 测。
变形监测的方法
01
02
03
04
05
常规大地测量法
全球定位系统 （GPS）法
合成孔径雷达干 涉（In…
光纤光栅传感器 法
其他方法
利用全站仪、水准仪等常 规测量仪器进行变形体的 平面位移和垂直位移监测 ；
利用GPS卫星信号进行高 精度定位，可实现大范围 、全天候、高精度的变形 监测；
全球定位系统（GPS）监测技术以其高精度、高效率、实时性等优点，广泛应 用于各类工程结构的变形监测。通过接收卫星信号，可以快速获取监测点的三 维坐标，实现连续、动态的变形监测。
《建筑物下采煤》课件
03
煤炭资源开发
建筑物下采煤是煤炭资源 开发的重要方式之一，能 够提高煤炭资源的利用率 。
经济效益
建筑物下采煤可以带来显 著的经济效益，降低采煤 成本，提高煤炭产业的经 济效益。
环境保护
建筑物下采煤可以减少对 地面环境的破坏，保护生 态环境，实现采煤与环境 保护的协调发展。
采煤技术发展概述
技术发展历程
《建筑物下采煤》 ppt课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 建筑物下采煤技术 • 建筑物下采煤安全 • 建筑物下采煤案例分析 • 结论与展望
目录
01
引言
主题简介
建筑物下采煤
在建筑物下进行采煤作业，以开 采煤炭资源。
目的
介绍建筑物下采煤的基本概念、 技术、应用和影响。
建筑物下采煤的重要性
01
02
煤安全管理的重要性。
05
结论与展望
结论
01
02
03
04
建筑物下采煤技术是可行的， 但需要采取适当的保护措施来
确保建筑物的安全。
采煤过程中需要综合考虑多种 因素，包括煤层厚度、采煤方
法、地表沉降控制等。
建筑物下采煤技术可以带来显 著的经济和社会效益，但需要 加强技术研发和人才培养。
未来建筑物下采煤技术的发展 方向是实现智能化、绿色化和
发生安全事故后，应按照相关规 定及时报告，并启动应急预案，
组织救援工作。
事故调查
对发生的事故进行调查，查明事 故原因，明确责任人，提出改进 措施，防止类似事故再次发生。
赔偿与处罚
根据事故调查结果，对责任单位 和责任人进行相应的赔偿和处罚
，维护受害者的合法权益。
04
变形监测作业 第9-5章 井筒煤柱开采技术 图文
✓ 煤柱上方岩体受压缩变形，而在地表煤柱上方是拉伸变形，采空区 上方是压缩变形。
✓ 随着竖向远离采空区，指向煤柱方向的水平移动、采空区上方的拉 伸变形及煤柱上方的压缩变形逐渐减小；
✓ 指向采空区的水平移动、采空区上方的压缩变形及煤柱上方的拉伸 变形逐渐增大，到地表达到最大。
处于岩体内部的单元立方体，在支撑压力区下部受三向压缩，采 空区上方附近岩体受三向拉伸，其余地方则是一个方向拉伸而另 一个方向压缩。
岩体内部，沉陷的边界线和拐点偏距的变化线是一条凸向采空区 的曲线。
在倾斜和急倾斜煤层情况下，下沉曲线偏向下山方向，顶板水 平移动指向上山方向，底板水平移动指向下山方向，竖向拉伸 区偏向下山矿柱上方。上山边界附近采空区岩体竖向受压。
当岩体内有含水砂层时，含水砂层疏干产生固结沉降，使得砂 层上部岩体的沉陷量、沉陷范围均大于砂层下的岩体。在进行 井柱开采或井筒周围开采时应特别注意含水砂层的影响。
对称背向开采：以两个工作面从井筒中 心对称地向其外围开采。
✓ 随着开采的进行，井筒下部没有分 割缝时，首先产生竖向拉伸和压缩 变形（曲线1），有分割缝时仅产生 拉伸变形。
✓ 当工作面处于位置2时，井壁竖向拉 伸变形向上扩展。
✓ 达到充分采动后，在有分割缝的井 壁竖向变形为零，没有分割缝的井 壁中，在开采水平上将产生危险的 竖向压缩变形。
以上，引起处于正常移动范围外的井筒沉陷。 ✓ 由于留设井筒矿柱的移动角的误差而造成的井筒破坏。 ✓ 采矿引起的附加应力扩展到由移动角圈定的边界线外，而使井筒受到
采矿附加应力的作用。 ✓ 在倾斜或急倾斜煤层浅部开采时，当煤层倾角α大于岩层层面上的摩
擦角φ’，即α＞φ’，采空区边界岩体向下滑移而引起位于上边界岩体 内井筒的破坏。 ✓ 由于下部开采引起老塘“活化”而造成井筒破坏等。
✓ 随着竖向远离采空区，指向煤柱方向的水平移动、采空区上方的拉 伸变形及煤柱上方的压缩变形逐渐减小；
✓ 指向采空区的水平移动、采空区上方的压缩变形及煤柱上方的拉伸 变形逐渐增大，到地表达到最大。
处于岩体内部的单元立方体，在支撑压力区下部受三向压缩，采 空区上方附近岩体受三向拉伸，其余地方则是一个方向拉伸而另 一个方向压缩。
岩体内部，沉陷的边界线和拐点偏距的变化线是一条凸向采空区 的曲线。
在倾斜和急倾斜煤层情况下，下沉曲线偏向下山方向，顶板水 平移动指向上山方向，底板水平移动指向下山方向，竖向拉伸 区偏向下山矿柱上方。上山边界附近采空区岩体竖向受压。
当岩体内有含水砂层时，含水砂层疏干产生固结沉降，使得砂 层上部岩体的沉陷量、沉陷范围均大于砂层下的岩体。在进行 井柱开采或井筒周围开采时应特别注意含水砂层的影响。
对称背向开采：以两个工作面从井筒中 心对称地向其外围开采。
✓ 随着开采的进行，井筒下部没有分 割缝时，首先产生竖向拉伸和压缩 变形（曲线1），有分割缝时仅产生 拉伸变形。
✓ 当工作面处于位置2时，井壁竖向拉 伸变形向上扩展。
✓ 达到充分采动后，在有分割缝的井 壁竖向变形为零，没有分割缝的井 壁中，在开采水平上将产生危险的 竖向压缩变形。
以上，引起处于正常移动范围外的井筒沉陷。 ✓ 由于留设井筒矿柱的移动角的误差而造成的井筒破坏。 ✓ 采矿引起的附加应力扩展到由移动角圈定的边界线外，而使井筒受到
采矿附加应力的作用。 ✓ 在倾斜或急倾斜煤层浅部开采时，当煤层倾角α大于岩层层面上的摩
擦角φ’，即α＞φ’，采空区边界岩体向下滑移而引起位于上边界岩体 内井筒的破坏。 ✓ 由于下部开采引起老塘“活化”而造成井筒破坏等。
三下采煤课本笔记
三下采煤第一节建筑物下采煤我国的多数煤矿不同程度地存在建筑物压煤的问题，建筑物下开采对煤炭工业的可持续发展具有重要的意义。
一、地表移动与变形对建筑物的影响地下开采对地表建筑物的损害主要是由采动引起的地表在处臵方向的移动变形（下沉、倾斜、曲率、扭曲），伴随着力系的重新建立，水平方向的移动与变形（水平移动、水平拉伸与压缩变形）以及地表平面内饿剪切变形造成的。
不同性质的地表变形与变形对建筑物的影响是不同的。
采动引起地表产生的移动与变形，破坏了建筑物与基础之间的出示平衡状态。
伴随着力系的重新建立，使建筑物结构中产生附加应力，从而导致建筑物的变形，当这些变形超过了建筑物的抗变能力时，建筑物就被破坏。
一般来讲，建筑物在地表沉陷过程中要经受地表动态移动与变形的影响，如下图：《采矿学》404页1.开采沉陷对建筑物的损害(1)下沉一般来讲，当建筑物所处的地表出现均匀下沉时，建筑物的结构不回产生附加应力，因此对其本身也就不回带来损害，但当地表下沉量过大，地下水位又很高的时候，将造成建筑物周围长期积水或受潮，改变了建筑物所处的环境降低了地基的强度，就会影响建筑物的使用，甚至是建筑物破坏或废弃。
(2)倾斜地表的倾斜将引起建筑物的歪斜，导致建筑物的重心偏离，产生附加力矩，承载结构内部将产生附加应力，使基础承载压力重新分布。
倾斜对底面积小而高度大的建筑物损害明显。
(3)曲率曲率变形将原来建筑物的基础由平面变为曲面，破坏了建筑物荷载与基础力间的初始平衡状态。
在正负曲率下分两种情况，一种是建筑物全部切入地基，另一种是部分切入地基。
如图所示：《采矿学》405在正负曲率作用下，地基反力重新分布，而使建筑物墙壁在竖直面内受到附加的弯矩和剪力的作用，其值超过建筑物基础和上部结构的极限时，建筑物就会出现裂缝。
在正负曲率变形作用下，建筑物产生倒八字型裂缝，裂缝的最大宽度在其上端；在负曲率的作用下，建筑物产生正八字形裂缝，裂缝的最大宽度在其下端。
《现代工程变形监测》PPT课件
线等。
物理量监测(力学量测试)：
测试仪器——测试系统。 被测对象
传感器
信号变换、 测量电量
指示仪器 记录仪器 数据处理仪器
测试系统组成：荷载系统打印〔机 被测对象
〕、传感器、信号变换与测量电路、 荷载系统
测量系统
显示与记录系统
图1－显1 测示试记系录统系的组统成。
• 传感器：将测量的非电物理量〔位移、压力、应 力厚度〕转换成相应的便于检测的电量。
• 传感器形式：
• 电感式
•
•
电阻式——差动电阻式，钢弦式〔振弦式〕
•
• 电容式
•
• 差动变压形式
•
• 光电式
•
• 弹簧式
§1.6 监测精度
原那么上：应高于变形量 〔一个监测周期内的变形量〕 。
无法到达测试精度，可以通过变形趋 势。〔图〕
§1.7 监测频率
➢ 施工期： ① 按时间确定——每周，每天、每几个小时。时间
5. 土体分层的沉降监测
➢ 测量原理：分层沉降管由波纹柔性塑料管制成， 管外每隔一定距离安放一个钢环〔钢环位置根据 测量的土层位置而定〕，地层沉降时，带动钢环 同步下沉。当探头从钻孔中缓慢下放遇到钢环时， 电感探测装置上的蜂鸣器鸣叫，这是测读出孔口 处导线上的标尺刻度，以及孔口的标高，即可计 算出钢环所在位置的标高和沉降值。
➢ 测斜管埋设方法：
• 绑扎埋设——适用于砼桩墙体； • 钻孔埋设——适用于土体。
➢ 测斜仪量测原理图
4. 深层水平位移测量
➢ 测量原理
➢ 通过摆锤受重力作用来测量探头轴线与铅锤线之 间的倾角，计算出垂直位置各点的水平位移量：
➢
( Li 通常取0.5m～
1m ) i Li sin i
物理量监测(力学量测试)：
测试仪器——测试系统。 被测对象
传感器
信号变换、 测量电量
指示仪器 记录仪器 数据处理仪器
测试系统组成：荷载系统打印〔机 被测对象
〕、传感器、信号变换与测量电路、 荷载系统
测量系统
显示与记录系统
图1－显1 测示试记系录统系的组统成。
• 传感器：将测量的非电物理量〔位移、压力、应 力厚度〕转换成相应的便于检测的电量。
• 传感器形式：
• 电感式
•
•
电阻式——差动电阻式，钢弦式〔振弦式〕
•
• 电容式
•
• 差动变压形式
•
• 光电式
•
• 弹簧式
§1.6 监测精度
原那么上：应高于变形量 〔一个监测周期内的变形量〕 。
无法到达测试精度，可以通过变形趋 势。〔图〕
§1.7 监测频率
➢ 施工期： ① 按时间确定——每周，每天、每几个小时。时间
5. 土体分层的沉降监测
➢ 测量原理：分层沉降管由波纹柔性塑料管制成， 管外每隔一定距离安放一个钢环〔钢环位置根据 测量的土层位置而定〕，地层沉降时，带动钢环 同步下沉。当探头从钻孔中缓慢下放遇到钢环时， 电感探测装置上的蜂鸣器鸣叫，这是测读出孔口 处导线上的标尺刻度，以及孔口的标高，即可计 算出钢环所在位置的标高和沉降值。
➢ 测斜管埋设方法：
• 绑扎埋设——适用于砼桩墙体； • 钻孔埋设——适用于土体。
➢ 测斜仪量测原理图
4. 深层水平位移测量
➢ 测量原理
➢ 通过摆锤受重力作用来测量探头轴线与铅锤线之 间的倾角，计算出垂直位置各点的水平位移量：
➢
( Li 通常取0.5m～
1m ) i Li sin i
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建筑物下压煤开采的批准权限 （行政许可事项）
9.2.2 建筑物下采煤地表变形控制的基本方法
（1）地下开采措施控制地表移动变形 （2）覆岩离层注浆控制地表移动变形 （3）地面建筑物保护和抗变形措施
（1）地下开采措施控制地表移动变形
①全柱开采：煤柱内不出现永久性开采边界、变形不叠加。 ②择优开采：先采深厚比大的煤层、及简单条件煤层 ③协调开采：利用变形抵消的原理，合理布置工作面及回 采顺序。 ④连续开采
变形缝示意图 钢拉杆示意图
变形补偿沟
钢筋混凝土锚固板
钢筋混凝土圈梁 1、墙壁圈梁； 2、基础圈梁
9.2.3 建筑物下采煤设计
（1）技术资料和图纸的收集 （2）建筑物下采煤方案设计的基本内容 （3）建筑物下采煤初步设计的基本内容
（1）技术资料和图纸的收集
技术资料： ✓地质、开采技术条件。 ✓建(构)筑物概况。 ✓主要管线和重要设备的技术特征、技术要求及 其支承或基础埋置方式。 ✓有关的地表移动参数，老采空区活化的可能性 及其对地表和建(构)筑物的影响。
条带开采法示意图
条带开采布置方式
（2）条带开采的地表移动与变形特点
✓覆岩破坏规律 自然平衡拱
✓地表移动规律 b<1/3H时，地表下沉平缓 b>1/3H时，地表波浪式下沉 下沉值小 q=0.1～0.2 主要影响角正切小，1.0～2.0 移动期短，为全采的40～50％
同一煤层(分层)的协调开采
⑤适当安排工作面与建筑物长轴的关系
1）当建筑物位于开采区域之内时，工作面推进方向应与 建筑物长轴方向垂直。
2）建筑位于开采区域之外时，工作面推进方向应与建筑 物长轴方向平行。
3）应尽量避免工作面与建筑物长轴斜交。 4）对于建筑群或城市下采矿时，应以大多数建筑物或主 要建筑物为准来考虑。
工作面推进方向与建筑群的位置关系图
⑥对称背向开采
⑦干净回采，不残留煤柱
目的：防止变形叠加
1）煤柱尺寸4r-2s时，不叠加； 2 ） 煤 柱 尺 寸 2r-2s 时 ， 叠 加 ； 最 大值不变。 3）煤柱尺寸0.8r-2s时，叠加；2 倍。最不利。 4）煤柱尺寸0.2r-2s时，煤柱压 垮。
⑧充填法开采
国外进行建筑物下采煤的国家很多，波兰的建英 国、美国等。
（3）我国关于建筑物下压煤开采的有关规定
允许进行建筑物下采煤的技术条件 根据《规程》规定，在建(构)筑物下安全采煤的 原则是：对于零散建(构)筑物，受开采影响后经 过维修能满足安全使用要求；对于大片建筑群， 受开采影响后大部分建筑物不维修或小修，少部 分建筑物经中修和个别经大修能满足安全使用要 求。
（1）条带开采的类型
条带开采法：将被开采的煤层块段划分成比较正 规的条带形状，采出一条(采宽b)，留一条(采宽a)， 使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，而地 表只产生较小的移动和变形。采宽和留宽之比b/a称 为“采留比”。
条带开采类型： ✓走向条带与倾向条带 ✓冒落条采和充填条采 ✓定采留比条采和变采留比条采
9.2.1 建筑物下压煤开采的有关规定 9.2.2 建筑物下采煤地表变形控制的基本方法 9.2.3 建筑物下采煤设计 9.2.4 岩层移动控制的条带开采方法 9.2.5 充填采煤沉陷控制技术 9.2.6 采动区抗变形建筑物设计措施
9.2.1 建筑物下压煤开采的有关规定
（1）概述 （2）国内外建筑物下采煤研究工作 （3）关于建筑物下压煤开采的有关规定
变形与沉陷工程学
环境与测绘学院 郭广礼 电话：15351632038
邮箱：GUOGL65@
1
9 矿山开采沉陷控制理论及技术
9.1 建（构）筑物保护煤柱留设 9.2 建筑物下采煤技术 9.3 线性构筑物下采煤技术 9.4 水体下（上）采煤技术 9.5 井筒煤柱开采技术
9.2 建筑物下采煤
（3）建筑物下采煤初步设计的基本内容
✓ 开采系统设计； ✓ 地表移动和变形值预计及对建〔构)筑物的影响程度； ✓ 建(构)筑物加固和保护措施； ✓ 地表移动及建(构)筑物变形观测站设计； ✓ 设计概算及经济效益分析与评价。
9.2.4 岩层移动控制的条带开采方法
（1）条带开采的类型 （2）条带开采的地表移动与变形特点 （3）条带煤柱尺寸计算方法
（1）概述
✓我国建筑物下压煤量大； ✓建筑物下压煤开采已严重制约着矿区的可持续发展； ✓《规程》对建筑物下采煤有明确规定； ✓国内外建筑物下采煤研究成果丰硕。
（2）国内外建筑物下采煤研究工作
我国建筑下采煤试验研究工作始于60年代初期；1978 年开始我国首次开展了新建抗变形建筑的研究；近10多 年来，我国在在建筑物下采煤方面发展了许多新技术、 新方法，还根据生产需要，开发了一些新领域的研究。
工程图纸 ✓ 井上下对照图； ✓ 地质剖面图和钻孔柱状图； ✓ 建(构)筑物的施工图(或竣工图)。
（2）建筑物下采煤方案设计的基本内容 ✓ 建(构)筑物特征及其压煤开采的必要性、可能性和可 靠性； ✓ 实现建(构)筑物下采煤的各种技术方案，其中包括地 表移动和变形预计，采煤方法和顶板管理方法的选择与 论证，开采技术措施，对建(构)筑物影响程度的分析与 估计； ✓ 方案的技术、经济评价及费用概算； ✓ 方案的综合分析对比和选定。
充填采煤：充填采煤就是随着采煤工作面的推进，向采空区送入矸石、 沙石、粉煤灰、建筑垃圾、膏体等充填材料，并在充填保护下进行采 煤的技术。
传统的充填方法有水砂充填、矸石风力充填、矸石水力充填、矸 石自溜充填等，其中水砂充填效果较好。
目前常用的充填方法有：膏体材料充填、高水材料充填、矸石密 实充填。
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A
A
A--A
1-采煤机；2-刮板输送机；
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3-袋（包）式充填体
⑨条带法开采
条带开采是采用采一条、留一条的开采方法，使地表只 产生较小的移动变形，从而达到保护地表建筑物的目的。
（2）覆岩离层注浆控制地表移动变形
覆岩离层注浆减沉示意图
(3)地面建筑物保护和抗变形措施
建筑物保护和抗变形措施 ✓变形缝 ✓钢拉杆 ✓钢筋混凝土圈梁 ✓基础联系梁(基础应力梁) ✓钢筋混凝土锚固板 ✓堵砌门窗洞 ✓变形补偿沟 ✓人工调整变形措施
9.2.2 建筑物下采煤地表变形控制的基本方法
（1）地下开采措施控制地表移动变形 （2）覆岩离层注浆控制地表移动变形 （3）地面建筑物保护和抗变形措施
（1）地下开采措施控制地表移动变形
①全柱开采：煤柱内不出现永久性开采边界、变形不叠加。 ②择优开采：先采深厚比大的煤层、及简单条件煤层 ③协调开采：利用变形抵消的原理，合理布置工作面及回 采顺序。 ④连续开采
变形缝示意图 钢拉杆示意图
变形补偿沟
钢筋混凝土锚固板
钢筋混凝土圈梁 1、墙壁圈梁； 2、基础圈梁
9.2.3 建筑物下采煤设计
（1）技术资料和图纸的收集 （2）建筑物下采煤方案设计的基本内容 （3）建筑物下采煤初步设计的基本内容
（1）技术资料和图纸的收集
技术资料： ✓地质、开采技术条件。 ✓建(构)筑物概况。 ✓主要管线和重要设备的技术特征、技术要求及 其支承或基础埋置方式。 ✓有关的地表移动参数，老采空区活化的可能性 及其对地表和建(构)筑物的影响。
条带开采法示意图
条带开采布置方式
（2）条带开采的地表移动与变形特点
✓覆岩破坏规律 自然平衡拱
✓地表移动规律 b<1/3H时，地表下沉平缓 b>1/3H时，地表波浪式下沉 下沉值小 q=0.1～0.2 主要影响角正切小，1.0～2.0 移动期短，为全采的40～50％
同一煤层(分层)的协调开采
⑤适当安排工作面与建筑物长轴的关系
1）当建筑物位于开采区域之内时，工作面推进方向应与 建筑物长轴方向垂直。
2）建筑位于开采区域之外时，工作面推进方向应与建筑 物长轴方向平行。
3）应尽量避免工作面与建筑物长轴斜交。 4）对于建筑群或城市下采矿时，应以大多数建筑物或主 要建筑物为准来考虑。
工作面推进方向与建筑群的位置关系图
⑥对称背向开采
⑦干净回采，不残留煤柱
目的：防止变形叠加
1）煤柱尺寸4r-2s时，不叠加； 2 ） 煤 柱 尺 寸 2r-2s 时 ， 叠 加 ； 最 大值不变。 3）煤柱尺寸0.8r-2s时，叠加；2 倍。最不利。 4）煤柱尺寸0.2r-2s时，煤柱压 垮。
⑧充填法开采
国外进行建筑物下采煤的国家很多，波兰的建英 国、美国等。
（3）我国关于建筑物下压煤开采的有关规定
允许进行建筑物下采煤的技术条件 根据《规程》规定，在建(构)筑物下安全采煤的 原则是：对于零散建(构)筑物，受开采影响后经 过维修能满足安全使用要求；对于大片建筑群， 受开采影响后大部分建筑物不维修或小修，少部 分建筑物经中修和个别经大修能满足安全使用要 求。
（1）条带开采的类型
条带开采法：将被开采的煤层块段划分成比较正 规的条带形状，采出一条(采宽b)，留一条(采宽a)， 使留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，而地 表只产生较小的移动和变形。采宽和留宽之比b/a称 为“采留比”。
条带开采类型： ✓走向条带与倾向条带 ✓冒落条采和充填条采 ✓定采留比条采和变采留比条采
9.2.1 建筑物下压煤开采的有关规定 9.2.2 建筑物下采煤地表变形控制的基本方法 9.2.3 建筑物下采煤设计 9.2.4 岩层移动控制的条带开采方法 9.2.5 充填采煤沉陷控制技术 9.2.6 采动区抗变形建筑物设计措施
9.2.1 建筑物下压煤开采的有关规定
（1）概述 （2）国内外建筑物下采煤研究工作 （3）关于建筑物下压煤开采的有关规定
变形与沉陷工程学
环境与测绘学院 郭广礼 电话：15351632038
邮箱：GUOGL65@
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9 矿山开采沉陷控制理论及技术
9.1 建（构）筑物保护煤柱留设 9.2 建筑物下采煤技术 9.3 线性构筑物下采煤技术 9.4 水体下（上）采煤技术 9.5 井筒煤柱开采技术
9.2 建筑物下采煤
（3）建筑物下采煤初步设计的基本内容
✓ 开采系统设计； ✓ 地表移动和变形值预计及对建〔构)筑物的影响程度； ✓ 建(构)筑物加固和保护措施； ✓ 地表移动及建(构)筑物变形观测站设计； ✓ 设计概算及经济效益分析与评价。
9.2.4 岩层移动控制的条带开采方法
（1）条带开采的类型 （2）条带开采的地表移动与变形特点 （3）条带煤柱尺寸计算方法
（1）概述
✓我国建筑物下压煤量大； ✓建筑物下压煤开采已严重制约着矿区的可持续发展； ✓《规程》对建筑物下采煤有明确规定； ✓国内外建筑物下采煤研究成果丰硕。
（2）国内外建筑物下采煤研究工作
我国建筑下采煤试验研究工作始于60年代初期；1978 年开始我国首次开展了新建抗变形建筑的研究；近10多 年来，我国在在建筑物下采煤方面发展了许多新技术、 新方法，还根据生产需要，开发了一些新领域的研究。
工程图纸 ✓ 井上下对照图； ✓ 地质剖面图和钻孔柱状图； ✓ 建(构)筑物的施工图(或竣工图)。
（2）建筑物下采煤方案设计的基本内容 ✓ 建(构)筑物特征及其压煤开采的必要性、可能性和可 靠性； ✓ 实现建(构)筑物下采煤的各种技术方案，其中包括地 表移动和变形预计，采煤方法和顶板管理方法的选择与 论证，开采技术措施，对建(构)筑物影响程度的分析与 估计； ✓ 方案的技术、经济评价及费用概算； ✓ 方案的综合分析对比和选定。
充填采煤：充填采煤就是随着采煤工作面的推进，向采空区送入矸石、 沙石、粉煤灰、建筑垃圾、膏体等充填材料，并在充填保护下进行采 煤的技术。
传统的充填方法有水砂充填、矸石风力充填、矸石水力充填、矸 石自溜充填等，其中水砂充填效果较好。
目前常用的充填方法有：膏体材料充填、高水材料充填、矸石密 实充填。
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A--A
1-采煤机；2-刮板输送机；
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3-袋（包）式充填体
⑨条带法开采
条带开采是采用采一条、留一条的开采方法，使地表只 产生较小的移动变形，从而达到保护地表建筑物的目的。
（2）覆岩离层注浆控制地表移动变形
覆岩离层注浆减沉示意图
(3)地面建筑物保护和抗变形措施
建筑物保护和抗变形措施 ✓变形缝 ✓钢拉杆 ✓钢筋混凝土圈梁 ✓基础联系梁(基础应力梁) ✓钢筋混凝土锚固板 ✓堵砌门窗洞 ✓变形补偿沟 ✓人工调整变形措施