建筑物下采煤.ppt

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1、8建筑物下采煤第一节概述据国有重点煤矿的不完全统计资料，目前我国“三下”压煤约137.9亿吨，其中建筑物下压煤为87.6亿吨，而建筑物下压煤中的60％为村庄下压煤。部分矿区建筑物下压煤量十分巨大，已经严重制约着矿区的发展。据2003年底统计，兖州矿业集团99年底统计，生产矿井总可采储量15.90亿吨，其中村庄下压煤的可采储量7.89亿吨、占总可采储量的49.61％。徐州矿业集团09年底可采储量3.74亿吨，建筑物下压煤约1.74亿吨，占总可采储量的46.5%以上。此外，随着社会经济的发展，矿区地面建筑物还在逐渐增多，建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题，严重

2、制约着矿区的可持续发展，因此，进行建筑物下采煤研究具有十分重要的理论和实际意义。到目前为止，世界各国世界各产煤国家进行了大量的建筑物下采煤研究和实践工作，取得了丰硕的研究成果，为推动建筑物下采煤事业的发展作出了巨大的贡献。国外进行过建筑下采煤的国家很多，从十九世纪末叶德国最早开始进行建筑物下采煤研究以来，世界许多国家如波兰、前苏联、英国、美国等都进行了建筑物下采煤的研究工作。其中波兰的建筑下采煤技术在世界上处于领先地位。波兰城镇及建筑下采煤的特点之一是规模大；特点之二是安全可靠性大。我国建筑下采煤的试验研究工作是60年代初期开始的。以影响工农关系的村庄下压煤量为最大

3、，问题最突出，其次为工业广场压煤，再次为其它工业、民用建筑物下压煤。目前世界各国进行建筑物下采煤的保护措施主要体现在以下几方面：一是在井下采取采矿措施，如采用部分开采、充填开采或协调开采等，其目的是尽量减小建筑物所受的地表移动变形；二是对地面建筑物采取结构保护措施，如对建筑物进行加固、修复或建造抗变形建筑物，其目的是提高建筑物抵抗或适应变形的能力，三是对覆岩采取离层注浆措施，以减小地表移动和变形。有时也根据实际情况将以上方法组合使用，建筑物下采煤的原则是：在保证建筑物安全的前提下技术上可行、经济上合理。覆岩离层注浆：煤层上覆岩层是由多层岩层组合而成，其物理力学性质差

4、异较大，当岩层组合为下软上硬时，煤层采后覆岩在垂直方向上的移动呈现时间和空间上的不连续性和不同步性，于是产生离层。离层形成后，实时地由地面向离层间隙注入粉煤灰等充填材料，可以达到减小地表移动变形、从而保护地面建筑物的目的。有关离层注浆减沉的最早研究是前苏联，曾有高压注浆减缓地表沉降和变形的专利；波兰试验离层注浆减沉率为20～30%。近年来，我国对离层注浆减沉的理论和方法进行了理论和实际应用的研究。在理论方面，研究了离层裂缝发育位置、大小、工作面最佳开采区间、浆液扩散半径、注浆孔间距在实践方面，开展了离层注浆减沉的工艺、离层注浆减沉率等的现场研究。1985年，抚顺矿务

5、局、阜新矿业学院在抚顺老虎台矿进行了离层注浆减沉试验，获得减沉率为63～65%；后来，大屯徐庄矿（1991～1992、减沉率51％）、开滦唐山矿（1992、减沉率83％）、兖州东滩矿（1994～1998、减沉率38.5～52％）、兖州济二矿（减沉率58.5％）、新汶华丰矿（1994～1996、减沉率36～51％）、南桐东林矿（减沉率91％）等相继开展了离层注浆减沉试验，取得了丰硕的成果，但也存在一些问题，如减沉效果如何评价、浆液扩散半径计算、离层注浆减沉后地表移动计算方法等，都有待进一步完善。尤其是对于减沉效果的评价，目前多用减沉率来表示，但对于减沉率这一具体指标如

6、何确定存在较大争议，杨伦在考虑了极不充分开采条件的影响对下沉系数进行修正后再对部分矿区的离层注浆减沉效果进行了重新计算，得到的结论是我国煤矿已经开展的离层注浆减沉试验的真实效果是15～20％，这与波兰的情况比较接近。第二节开采沉陷对建筑物的影响一、非采矿原因引起的建筑物损害（一）自然因素引起的建筑物损害1、湿度变化－土体固结－地表移动－建筑物损害。2、地壳运动5级（二）人为因素引起的建筑物损害1、地基或基础质量不好2、建筑物设计结构有缺陷（1）～（6)条（1）无变形缝；（2）构件吸水膨胀；（3）不同型号砖墙体裂缝；（4）太阳照射；（5）材料收缩破坏；（6）砖墙渗水变

7、潮。3、建筑物材料质量差和建筑工程施工质量低4、由于交通和机械运动而产生的震动5、人类抽取地下水，大范围水位下降。二、开采沉陷对建筑物的影响地下开采对建筑物的影响主要有垂直方向的移动变形（下沉、倾斜、曲率）和水平方向的移动变形（水平移动和水平变形）及由它们引起的建筑物的扭曲变形、剪切变形。不同性质的移动变形对建（构）筑物的影响是不相同的。由于地表产生移动变形，破坏了建筑物与地基之间的初始平衡状态，使地基反力重分布，从而在建筑物上产生附加应力，导致建筑物变形和损坏。（一）地表移动变形对建筑物的影响1．地表下沉对建筑物的影响均匀的地表下沉不使建筑物地基反力产生重分布