采空区变形计算 - 360文档中心

崔家岭煤矿采空区岩移变形规律分析

控单元的历时测值，询有无丢失现象。四是对测控查
口，使锚头与周围基岩固结为一体，待水泥浆凝固后
安装传感器及底座。安装多点位移计时，必须待孔内水泥浆凝固后以
自由状态进行安装。安装时对不同测头或锚头相应的
单元进行各项检查并确认其功能正常后，取初始值，同时将初始值及各仪器的技术参数输入数据库，入投正常测量。
次对钻孔内采用自下而上的方法灌注１１泥浆至孔：水
框中输入开始时间及存储周期，检查测控单元是否在
所设定的时间间隔内自动进行测量。三是启动定时测量，量完后查询相应测控单元的历时测值，测做好记录，后切断测控单元电源，然稍后再开机重新查询测
好混凝土外部保护，行人工测量：７１９２０，４６５８４，８３６５１．０洞底高程０１４．ｍ，装后孔口基点高程１８．９ｍ。７５安２８８２４３监测数据的采集及整理计算方法
多点位移计是用来观测采空区垂直方向不同埋
深的沉降变化，测值为正值时，仪器受拉，测点相对孔口表现出一定的沉降变化；测值为负值时，仪器受压，测点相对孔口表现出一定的抬升变化。本时段监测从
引黄北干线１号隧洞线路始于大梁水库地下泵
站，马鞍山七里河一侧出洞，长４ｍ，线时尽至洞５ｋ选
可能避开隧洞沿线的煤矿采空区，但在该隧洞出口段

采空区地表建筑物的变形特征及预防措施研究

采空区地表建筑物的变形特征及预防措施研究摘要因矿产资源的开采，使得其地下形成采空区，为了节约土地资源，在采空区上方搭建建筑物的项目越来越多，但是由于采空区地基不稳，地表建筑物极易出现变形、坍塌等问题。

本文主要阐述采空区地表建筑物的变形特征以及应当如何预防建筑物出现上述问题，希望能够为相关工作人员和企业提供有效建议。

关键词采空区;地表建筑物;变形特征;预防措施前言我国矿产开采方式主要是井工开采，在开采过程中不可避免会出现采空区，随着矿产开采力度加大，采空区的面积和范围也会不断扩大。

由于采空区地下失去土岩支撑，原有平衡状态被破坏，在这上面构建的地表建筑物会因为地基不稳，极易出现变形、塌陷、沉降等问题，所以工作人员要采取有效措施对其进行防治。

1 采空区地表建筑物的变形特征1.1 斜裂缝在采空区地表建筑物变形中，斜裂缝是一种相对比较常见的墙上裂缝。

主要发生原因是：地表曲率变形使得剪力发生作用，导致建筑物墙体出现因主拉应力强调不足而断裂[1]。

斜裂缝这一变形特征主要出现在地表建筑物的门窗洞口附近、两端窗间墙和水平砌体带上。

1.2 墙身顶部竖向裂缝在采空区上方，通常建有缺乏钢筋混凝土圈梁、水平配筋砌体带的地表建筑物，由于其没有必要的承载支撑，在受到外界影响时，建筑物墙身顶部则会出现竖向裂缝。

这种裂缝通常情况下会出现在建筑物的纵墙上，沿着墙壁长度方向分布，重点地区为墙身顶部和中部，裂缝呈现上宽下窄特征，由墙身顶部沿竖直方向发展，对建筑物的稳定产生不利影响。

1.3 窗台墙上竖向裂缝窗台墙上属相裂缝的表现特征与墙身顶部竖向裂缝特征相同，皆是上宽下窄，通常是从窗台墙上部开始向下扩展，窗口越宽，裂缝也就会越大，不利于建筑物的安全和稳定。

这种裂缝普遍出现在建筑物的中间部位（窗台部位），两端出现该变形的概率较小。

1.4 窗间墙上水平裂缝一般情况下，窗间墙上水平裂缝出现在地表建筑物门窗洞口的上下水平处，其具体表现特点为门窗洞口边缘处裂缝宽度大，两端裂缝宽度小，且出现裂缝的上下部砌体并不会发生错动现象。

采空区地表移动变形预计研究

第４０卷第５期２０１３年１０月
矿业安全与环保
ＭＩＮＩＮＧＳＡＦＥＴＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ
Ｖｏ１．４０Ｎｏ．５
０ｃｔ．２０１３
王金喜，李彦恒，孙利辉．采空区地表移动变形预计研究［Ｊ］．矿业安全与环保，２０１３，４０（５）：５ — ７文章编号：１００８－４４９５（２０１３）０５ — ０００５ — ０３
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅＳｕｒｖｅｙａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｆｏＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
Ｈａｎｄａｎ０５６０３８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｍｉｎｅｄ — ｏｕｔａｒｅａｃａｕｓｅｄｇｒｅａｔｌｏｓｓｅｓａｎｄｄａｍａｇｅｏｆＳｕｆｒａｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｔｕｄｙｗａｓｓｔａｒｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｏｃｋｍａｓｓａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｓｕｆｒａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｗｅｒｅｃａｕｓｅｄｂｙｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｅｒａｇｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｖａｌｕｅｗａｓ３．４１ｍｗｈｉｃｈＷｓａｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｆｏｍｕｒｌａｏｆｔｈｅｓｅｍｉ —ｉｎｆｉｎｉｔｅｍｉｎｉｎｇ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｂａｓｅｄｏｎＦＬＡＣ，ａｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｕｆｒａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙｍｉｎｉｎｇｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｔａｌｌｉｅｄｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｖａｌｕｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｐｒｏｂｂｉａｌｉｔｙｉｎｔｅｒａｇｌｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅｄ — ｏｕｔａｒｅａ；ｓｕｆａｒｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔ；ｐｒｏｂｂｉａｌｉｔｙｉｎｔｅｒａｇｌｍｅｔｈｏｄ；ｎｕｍｅｉｃｒａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

高速铁路采空区桥基沉降变形数值模拟分析

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＢｒｉｄｇｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＳｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈ－ＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙｉｎＧｏａｆＡｒｅａ
高速铁路采空区桥基沉降变形数值模拟分析
黄太武
（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉４３００６３）
摘
要：通过对采空区桥梁群桩基础沉降进行数值模拟，分析采空区桩基在荷载作用下变形过程及特点，揭示不同
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅ］ｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｂｒｉｄｇｅｐｉｌｅｇｒｏｕｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｎｇｏａｆａｒｅａ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｎｇｏａｆａｒｅａ；ｆｕｒｔｈｅｒ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｄｅｐｉｃｔｅｄｉｎ

采空区路基沉降计算公式

采空区路基沉降计算公式引言。

在矿区开采过程中，采空区的形成是不可避免的。

采空区对周围环境和工程设施会产生一定的影响，其中包括路基沉降。

路基沉降是指由于采空区下方地层的变形而导致路面或路基沉降的现象。

为了有效地预测和控制采空区对路基的影响，需要建立相应的计算公式。

本文将探讨采空区路基沉降的计算公式及其应用。

采空区路基沉降计算公式的建立。

采空区对路基的影响主要是通过地下水位变化和地层变形两个方面来实现的。

地下水位变化会导致路基的软化和下沉，而地层变形则会引起路基的沉降和破坏。

因此，建立采空区路基沉降的计算公式需要考虑这两个方面的影响。

首先，我们来看地下水位变化对路基的影响。

地下水位的变化会导致土壤的湿度发生变化，进而影响土壤的强度和稳定性。

根据地下水位变化对路基的影响可以建立如下的计算公式：Δh = K ×ΔG。

其中，Δh表示路基的沉降量，K为地下水位变化系数，ΔG为地下水位的变化量。

地下水位变化系数K可以通过实地观测和试验确定，其数值与地质条件和路基结构有关。

其次，地层变形对路基的影响也是十分重要的。

地层变形会引起路基的沉降和破坏，因此需要建立相应的计算公式来预测路基的沉降量。

根据地层变形对路基的影响可以建立如下的计算公式：Δh = ∑(Δhi)。

其中，Δhi表示地层变形引起的路基沉降量，∑表示对所有地层变形引起的路基沉降量进行累加。

地层变形引起的路基沉降量可以通过地质勘探和数值模拟得到。

综合考虑地下水位变化和地层变形对路基的影响，可以建立如下的采空区路基沉降计算公式：Δh = K ×ΔG + ∑(Δhi)。

该计算公式综合考虑了地下水位变化和地层变形对路基的影响，能够较为准确地预测采空区对路基的影响。

采空区路基沉降计算公式的应用。

采空区路基沉降计算公式的建立为预测和控制采空区对路基的影响提供了有效的工具。

通过对地下水位变化和地层变形的考虑，可以较为准确地预测采空区对路基的影响，并采取相应的措施进行预防和修复。

采空区输电铁塔安全性评价

采空区输电铁塔安全性评价摘要：近年来，随着经济的发展和超高压输电线路的大量建设，越来越多的超高压输电线路已无法绕过煤矿沉陷区。

同时，煤炭开采引起的地表移动和变形，对已有超高压输电线路的安全造成严重威胁。

国内外学者针对采煤沉陷区内高压和特高压输电铁塔的极限基础位移进行了一定的研究，但是对输电铁塔安全性评价方法的研究还不够系统和深入。

因此，开展沉陷区输电杆塔结构的安全性研究，对沉陷区输电塔架的安全性进行评估，对输电线路抗变形设计和治理以及确保输电线路安全运行，均具有重要的意义。

关键词：超高压；输电线路；沉陷区；输电铁塔；安全性评价1 塌陷区地表变形规律1.1 塌陷区地质和采煤情况某 500k V 输电工程(初期降压 220k V)是东陇海经济产业带重要的电力基础设施，其中任庄—徐州东输电线路中段经过煤矿塌陷区。

根据收集的资料，输电线路主要经过丰县煤矿(新庄矿)、旗山煤矿、大吴煤矿，其中经过矿区的大部分线路位于旗山矿采空区。

输电线路所经矿区井田为全隐蔽煤田，覆盖于第 4 系冲击层之下。

主要可采煤层为 1 煤、3 煤、9煤，17 煤、20 煤、21 煤局部可采，旗山矿的−420水平已基本结束，现主采−700 水平 1、3 煤，配采山西组 9 煤。

输电线路附近采空区分别为 1 煤、3煤和 9 煤采空区，目前，17 煤、20 煤、21 煤还未开采。

1.2 采空区地表变形研究表明，地下开采引起的地表沉陷是一个时间和空间过程，这个过程伴随地表出现复杂的移动变形[9]。

地下开采对地表的影响主要有垂直方向的移动和变形(下沉、倾斜、扭曲、曲率)与水平方向的移动和变形(水平移动、拉伸和压缩变形)，以及地表平面内的剪应变等。

地表变形的大小和形式与煤层的赋存条件、顶板管理方法、开采深度、采区大小、开采布局和开采顺序、方向、时间，以及上履岩层的性质有关。

多煤层开采时地表将受到重复采动的影响，采动影响的延续时间或长或短，开采结束后，地表变形将逐渐趋于稳定。

高层建筑场地采空区地表残余变形分析

安宝剑’ ，吴圣林，熊彩霞，刘家迎，冯啸。
（．中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州１３江苏徐州供电公司，江苏徐州．２１０；２０８
２徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司，江苏徐州２１０；．２０８
ｐｒｍｅｅｓｏｅｍｉｅｓｂｉｅｃ．ＴｅｐｏａｉｔｎｅｒｔｎｗｓａｐｉｄｔｒｄｃｅｓｒｃｅｉｕｉｌｃｍｅｔａａｔｒｆｔｎｕｓｎｅｈｄｈｒｂｂｈｙｉｔｇａｉａｐｌｏｐｅｉｔｔｕｆｅｒｓｄｅｄｓａｅｎｏｅｈａｐｄｆｒｔｉｎｖｌｅＡｃｍｐｒｏａｏｄｃｅｎｔｅｓｒｃｅｉｕｉｐａｅｎｅｏｍａｉｎｖｌｅａｄｔｅｓｒｃｅｏｍａｏａｕ．ｏａｓｎｗｓｃｎｕｔｄｏｈｕａｅｒｓｅｄｓｌｃｍｅｔｄｆｒｔａｕｎｈｕｆｅｉｆｄｏａｒｕｄｄｆｒｔｎｔｉｇａｄｍｅｓｒｇｉｆｒｔ．ｏｒｈｎｉｎｓｓａｏｄｃｅｎｔｕｃｒｕｄｇｏｎｅｏｍａｉｎｍｏｉｒｎｎａｕｎｎｏａｉｎＡｃｍｐｅｅｓｅａａｙｉｗｓｃｎｕｔｄｏｅｓｒａｅｇｏｎｏｏｉｍｏｖｌｈｆｒｓｄｅｄｆｒａｉｎｔｒｖｄｈａｉｏｅｍｕｔｆｏｎｉｈｒｅｂｉｉｇｌｙｕｎｎｉｄｆｒａｉｎｄｓｇｎｔｅｅｉｕｅｏｍｔｏｐｏｉｅｔｅｂｓｓｆｒｔｌｏｒａｄｈｇｓｕｌｎａｏｔｄａｔｅｏｔｅｉｎｏｈｏｈｉｌｉｄａｍｏ

煤矿废弃老采空区地表残余变形计算

－
长壁开采、全部冒落法管理顶板时，在一定采深（或深厚比大于３）０条件下，采空区上方地表一般不会产生剧烈沉降，地表残余沉降相对平缓、布连续。分
２概率积分法基本原理
Ｚ
图１随机介质的理论模型
概率积分法的基础是随机介质理论，因其所用的移动变形预计公式中含有概率积分（或其导数）而得
态的概率分布密度曲线较为相似（１。图）
地下煤层开采结束，上覆岩体内部结构遭到破坏，虽经多年的压实，但是岩体内形成的空隙、缝、层裂离和破碎岩块欠压密现象仍然存在，这就使采空区地表在相当长的时间内还会有少量的残余沉降。机理研究表明，岩体结构的失稳和采动裂缝、空隙压密是造成长壁老采空区地基地表残余沉降变形的主要原因Ｈ。Ｊ采空区地表残余沉降量的大小、分布形式与开采方法、采厚、采空区尺寸、采深、覆岩性质等密切相关；采空区采厚越大，深越浅，采地表残余沉降量越大。
收稿日期：０１６一１２１ —０Ｏ
实际中，由于破裂岩体碎胀和采空区边界的顶板不充分垮落作用，际的地表下沉曲线为：则实
●一
（）＝［迎（５）＋１ｅ一）］
二ｆ
（）２
作者简介：（９４一，汉族）江苏丰县人，刘辉１６）男（，高级工程师。
＝
值之比。水平移动系数一般变化在０２０４问。．０～．０之最大下沉系数为水平煤层双向充分开采时，大下沉最值似与采出煤层厚度之比。它与顶板管理方法、顶板岩性有关，与采深略有关系。当采用全部陷落法管理顶板时，值一般变化在０６～．ｑ．０９之间。应用极限沉降预测法时，计算理想（限）极下沉和变形分布时所用的地表移动参数，除下沉系数ｇ和拐点偏距ｓ，外均可近似采用充分采动条件下的开采沉陷实测参数，下沉系数ｑ可近似采用矿区多次重复采动的实测下沉系数或直接取为。长壁采空区上方地表的残余沉降是一个长期的过程，工作面停采时间越长、其剩余残余沉降量越小。因此在计算时应考虑到不同工作面停采时间和采深的影响，并依此来修正当前已完成下沉的下沉系数。４３地表残余变形计算结果．根据选取的地表移动变形预计参数、质采矿资地料、现场勘探和室内试验研究成果，用矿区开采沉陷采计算机预测预报系统进行了地表残余沉降预测计算，未来可能发生的地表残余变形最大值见表１。