采空区工程结构抗采动设计理论及加固新技术

内容简介

《采空区工程结构抗采动设计理论及加固新技术》主要分析了：矿山开采对建（构）筑物的影响，研究了矿山采空区地表变形规律和建（构）筑物及其基础变形与对应地表变形的关系；进行了相似材料模拟试验研究；研究了矿山采空区上部结构—地基—基础共同作用问题，建立了矿山采空区上部结构—地基—基础共同作用力学模型；分析了建筑物受采动影响的程度和使用的安全性，研究了矿山采空区已有建筑物的保护以及采空区新建条形基础建筑物的设计方法；提出了可移动及升降点式基础房屋抗采动设计理论和概念加固思想，结合工程实例进行了应用研究。《采空区工程结构抗采动设计理论及加固新技术（精）》可供从事岩土工程、建筑工程、结构工程、矿山建设工程等的教学、科研人员及工程技术人员参考，也可作为高等学校相关专业高年级本科生和研究生的教学参考书。2100433B

对于那些在其上部存在露天采场或有建筑物的采空区，由于地表绝对不允许大面积塌陷。因此，崩落处理采空区的方法不可行，至于对采空区用锚索或锚杆进行加固，也只是一种临时措施，要彻底根除采空区带来的安全隐患.比较可行的手段只能是“充填”。用充填料(废石，尾砂)充填采空区。用充填料支撑围岩，可以减缓或阻止围岩的变形，以保持其相对的稳定，因为充填材料可对矿柱施以侧向力，有助于提高其强度.常用的充填法有:干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法。

充填法是利用地表中露天剥离的废石、开采废石或选矿尾砂作为主要充填骨料，建立充填系统，然后通过采空区的钻孔、天井或充填管道将充填料自流(或加压)充填至井下采空区。

用充填法处理采空区，一方面要求对采空区的位置、大小以及与相邻采空区的所有通道了解清楚，以便对采空区进行封闭，加设隔离墙，进行充填脱水或防止充填料流失；另一方面，采空区中必须能有钻孔、巷道或天井相通，以便充填料能直接进入采空区，达到密实、充填采空区的目的。

充填法用于采空区处理，具有效果好，见效快，充填密实等优点，但是充填法存在施工难度大，成本高，作业安全性差等缺点，在采用充填法处理采空区时一方面要从安全生产的角度，另一方面要从经济的角度加以考虑，选用合理的充填材料和研究经济可行的工艺技术。

随着采空区面积不断扩大，岩体应力的集中，有一个从量变逐渐发展到质变的过程。当集中应力尚未达到极限值时，矿石与围岩处于相对稳定状态。如果在此之前结束整个矿体的回采工作，而采空区即使冒落也不会带来灾难，可将采空区封闭，任其存在或冒落。这是一种最经济又简便的采空区处理方法，但其使用条件比较严格，可用于下列两种情况：

(1)矿石与围岩极稳固，矿体厚度与延伸不大，埋藏不深，地表允许崩落；

(2)埋藏较深的分散孤立的盲采空区，离主要矿体或主要生产区较远，采空区上部无作业区。

在封堵采空区时，要在采空区附近通往生产区的巷道中，构筑一定厚度的隔墙，使采空区中围岩崩落所产生的冲击气浪不至造成危害。因此，构造充分的缓冲层厚度或通往采空区的通道封堵长度是采用封闭法处理采空区的关键。

采空区处理的辅助手段是建立地压监测系统。井下采空区发生大的地压活动之前，一般都有一定的征兆，如地音、地震强度的变化等，通过对这些变化的监控，可以对地压活动进行一定程度的预报。因此为配合对采空区的治理，掌握采场稳定性安全动态，应该对采空区围岩采取一定的现场监测手段。目前监测手段较多，但是较为常用的有岩体声发射监测定位仪、水准测量、多点位移计、压力计、断面收敛测量以及光应力计等监测手段。为监测超大采空区地压活动，提供一种有效方法。