矿山开采沉陷及其损害防治PDF电子书下载

目录 1

1 峰峰矿区地表移动观测成果 3

1.1 概述 3

1.1.1 煤田地质特征 3

1.1.2 采煤方法 4

1.1.3 地表与覆岩移动观测综述 4

1.2 地表移动角量参数 5

1.3 地表移动变形最大值的计算 7

1.3.1 地表最大下沉值的计算 7

1.3.2 地表最大倾斜值的计算 9

1.3.3 地表最大曲率值的计算 9

1.3.4 地表最大水平变形值计算 9

1.4 地表最大下沉速度 10

1.4.1 地表最大下沉速度合理观测时间间隔的确定 10

1.4.2 地表最大下沉速度的计算 15

1.5.1 地表移动活跃期的确定 18

1.5 地表移动的持续时间 18

1.5.2 地表移动初始期及衰退期的确定 21

1.5.3 地表移动持续的总时间 22

2 采动过程中地表移动变形 23

2.1 概述 23

2.2 工作面推进过程中地表点的移动轨迹 23

2.2.1 走向主断面内地表点的移动轨迹 23

2.3.1 地表下沉速度和地表下沉分布规律 26

2.3 工作面推进过程中走向主断面内地表移动变形规律 26

2.2.2 倾斜主断面内地表点的移动轨迹 26

2.3.2 超前影响角与最大下沉速度角 29

2.3.3 地表倾斜变形变化规律 31

2.3.4 地表曲率变形变化规律 33

2.3.5 地表水平移动变化规律 34

2.3.6 地表水平变形变化规律 34

2.4 采动过程中地表任意点下沉速度的预计 36

2.4.1 走向主断面上地表任意点下沉速度预计 36

2.4.2 倾斜主断面上地表任意点下沉速度计算 39

2.4.3 地表任意点任意时刻的下沉速度计算 40

2.4.4 采动过程中地表任意点下沉速度预计结果的验证 41

2.4.5 采动过程中地表任意点下沉速度预计的几点结论 46

2.5 采动过程中地表移动变形预计 46

2.5.1 工作面推进过程中走向主断面内地表任意点下沉、倾斜、曲率变形计算 46

2.5.2 工作面推进过程中地表任意点下沉、倾斜、曲率变形计算 49

2.5.3 预计所用参数求取方法 50

2.5.4 采动过程中地表移动变形预计步骤举例 51

3 条带开采覆岩移动机理及地表移动计算 56

3.1 概述 56

3.1.1 我国条带开采现状 56

3.1.2 峰峰矿区进行条带开采的必要性 57

3.2 条带煤柱受力特征及其动态过程试验分析 57

3.2.1 煤柱受力的非均匀性 57

3.2.2 煤柱附加应力分布形态的动态过程 60

3.2.3 条带煤柱附加应力分布形态演变的全过程 61

3.3.2 相似材料模拟试验与数值分析 64

3.3.1 国内外条带开采实践 64

3.3 条带开采覆岩移动机理 64

3.3.3 覆岩与地表沉陷机理与计算模式 65

3.3.4 现场钻孔观测试验 66

3.4 开采条带宽度设计原理与方法 68

3.4.1 覆岩内部组合结构及托板控制原理 68

3.4.2 托板边界约束条件与托板筛选 69

3.4.3 托板临界悬露尺寸的确定 71

3.4.5 实例演示 74

3.4.4 开采条带宽度设计 74

3.5 保留条带宽度设计原理与方法 75

3.5.1 现有条带留宽设计方法评述 75

3.5.2 设计方法的前提假设 76

3.5.3 煤柱屈服区宽度计算公式 76

3.5.4 煤柱极限强度确定方法 77

3.5.5 煤柱宽度“平台”载荷设计方法 78

3.5.6 实例演示 79

3.6.1 岩体强度的确定 81

3.6.2 煤柱压入底板量W1 81

3.6 条带开采地表最大下沉值计算 81

3.6.3 煤柱压缩量W2 83

3.6.4 岩柱压缩量W3 84

3.6.5 承重岩层压缩量W4 85

3.6.6 计算实例 86

3.7 条带开采地表移动模式及移动变形预计 88

3.7.1 地表移动模式与移动机制 88

3.7.2 地表最大下沉量的预计 88

3.7.3 地表移动变形预计公式 90

3.7.4 地表移动预计参数的确定 92

3.8 峰峰矿区建筑物下条带开采实践 93

3.8.1 一矿工人村下厚煤层分层冒落条带开采试验 93

3.8.2 二矿工业广场区域建筑物下条带开采试验 93

3.9 建筑物下条带开采应注意的几个问题 97

3.9.1 断层活化引起地面出现集中破坏带 97

3.9.2 古窑采空区及古窑井活化引起地面塌陷 98

3.9.3 回填沟影响 99

3.9.5 同一煤层相邻老空区活化影响 100

3.9.4 地下管道受采动影响的特点 100

3.9.6 重复条采煤柱不对齐的影响 101

4 地表移动变形预计 103

4.1 概述 103

4.2 典型曲线的建立 104

4.2.1 下沉无因次曲线分析 104

4.2.2 下沉典型曲线的建立 114

4.3 用典型曲线法预计地表下沉 121

4.3.1 预计步骤 121

4.3.2 地表下沉预计与实测结果的比较 122

4.3.3 地表倾斜、曲率变形预计 123

4.3.4 地表移动变形预计步骤 123

4.4 地表水平移动与水平变形预计 128

4.4.1 主断面上地表水平移动分布规律 128

4.4.2 地表水平移动与水平变形的预计 140

5 矿区建筑物采动损害与保护 150

5.1 概述 150

5.2.1 非采矿因素引起建筑物的损坏 151

5.2 建筑物的损坏与采动损害识别 151

5.2.2 开采沉陷对地面建筑物的影响 152

5.2.3 采动损害的识别 155

5.3 建筑物保护煤柱留设中的问题与对策的探讨 156

5.3.1 建筑物保护煤柱效果分析 157

5.3.2 关于建筑物保护煤柱留设几个问题的思考 159

5.3.3 特殊地质条件下的建筑物保护 162

5.4 采动建筑物损害程度的估计 165

5.4.1 采动建筑物损害程度与地表变形关系的确定方法 165

5.4.2 我国采动建筑物损害等级标准 165

5.4.3 国外评定采动建筑物损害程度的方法 168

5.5 峰峰矿区建筑物下采煤的实践 176

5.5.1 五矿南四区上方建筑物加固与采动试验研究——采前建筑物加固措施试验实例 177

5.5.2 辛寺庄村下野青煤层多工作面联合开采试验——以井下开采措施为主（多工作面联合开采）、地面维修措施为辅的开采实例 187

5.6 建筑物下采煤的综合技术措施 193

5.6.1 概述 193

5.6.2 技术措施的评价与方案选择 193

5.6.3 减少采动损害影响的开采技术措施 195

5.6.4 建筑物抗采动及地面减小变形影响的技术措施 199

6 铁路下采煤 206

6.1 概述 206

6.2 采动铁路路基与道床稳定性 207

6.2.1 采动铁路路基的稳定性 207

6.2.2 采动铁路道床的稳定性 208

6.3 铁路下采煤的技术措施 210

6.3.1 采前准备 210

6.3.2 线路的移动与维修 211

6.3.3 开采技术措施 213

6.3.4 其他铁路上部建筑物的采动损害防治技术措施 214

6.3.5 其他安全措施 215

6.4 峰峰矿区铁路下采煤实例 216

6.4.1 新峰铁路煤柱试采 216

6.4.2 “马磁线”和村火车站下采煤 219

结束语 224

参考文献 225