煤矿现采空区和未来采空区稳定性评价的几个问题.doc

1、煤矿现采空区和未来采空区稳定性评价的几个问题摘要:煤矿采空区的稳定性问题是岩土工程中研究的重要课题，特别是现采空区的研究和分析研究相对较少，尚无成熟的研究成果和经验。本文根据相关规范、标准，并结合国内研究成果和个人的工作经验，分析现采空区对场地稳定性的影响是“动态的和累积的” ，从建筑物的特征、建筑经验及项目实施的可行性等多个方面进行分析和探讨。 关键词:现采空区;未来采空区;动态变形;地基稳定性 Abstract: The mine goaf stability problem is an important research topic in geotechnical engineerin

2、g, especially now mined-out area of research and analysis was relatively small, yet mature research and experience. According to the relevant specifications, standards, and combined with the domestic research and personal experience, analysis of the now mined-out area effect on the site stability is

3、 “dynamic and cumulative”, analyzes and discusses from the characteristics of the building, construction experience and project implementation feasibility and other aspects.Key words: foundation stability now goaf; future goaf; dynamic deformation; 中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号： 0.简述 某地面光伏发电项目位于徐州市某矿区采空区上

4、方，场地内的采空区多为近几年(开采时间 20062012 年)停采且在将来仍有复采和进一步更大水平的开采。因此，场地内的采空区多为现采空区和未来采空区。场地内覆盖层厚度约 230m，为粉土、粉砂和老黏性土。 场地内煤系地层为山西组 7 煤和 9 煤、太原组 20 煤和 21 煤。目前，场地内主要开采煤层为 7 煤，局部开采 9 煤。7 煤倾角约 2033，平均采厚 3.34m，埋深约 588963m；9 煤倾角约 1525，平均采厚4.5m，开采深度 868918m。7 煤和 9 煤顶、底板岩性为灰色、深灰色砂岩、页岩和砂页岩。 1.现采空区稳定性评价 现采空区是目前正在开采或开采工作面其主沉

5、降尚未结束的采空区(工作面)。现采空区稳定性现状评价是基于现状开采条件下，从现有资料进行研究分析，从煤层赋存特征、采煤及顶板管理方法、地表移动所处阶段、剩余沉降量、采深采厚比、采空区“活跃期”变形特征、煤层开采及地震活动等方面对拟建场地的现状稳定性进行分析评价。 地表移动的持续时间是影响现采空区稳定性的主要因素。采空区地面变形稳定时间与其埋深有关，一般把地表移动盆地主断面出现下沉10mm 时作为移动期开始时间，连续 6 个月下沉值不超过 30mm 时认为地表移动期结束，从地表移动期开始到结束的整个时间称为地表移动的持续时间。当无实测资料时，可采用经验公式( T移动盆地内某一区域稳定所需的时间（

6、天） ；H0平均开采深度（m）)进行计算。若计算稳定所需时间超过计算时的时间点，应认为采空区处于起始期活跃期，相应采空区应定为现采空区，否则则定为老采空区。根据现状评价结果，场地稳定性分为不稳定区和稳定性差区。 2.未来采空区稳定性评价 未来采空区对场地稳定性的影响与采煤方法、顶板管理方法、工作面推进速度及开采持续时间等因素有关。未来采空区的主沉降及变形的估算相关参数应依据开采规划中的相关开采情况进行。根据场地内的煤层赋存特征，未来采空区对场地稳定性影响较大。 场地内煤层的开采，采空区的规模及其对地面的影响具有动态变化特点，随着煤层的开采地面变形量及规模亦逐渐扩大，因此，场地的稳定性同样具有“

7、动态稳定”的特征，且这种稳定直至采煤工作结束后一定时期内才能最终完成。根据现采空区和未来采空区的叠加，场地应划分为“不稳定区” 。 3.项目实施的可行性 项目主要以固定式安装太阳能电池组件若干块，采用固定式支架，倾角一般 2035。该项目具有设备简单、模块化结构、规模大小随意及维护简单等特点，项目可在平原、丘陵及山地等均可进行建设。场地的稳定性具有“动态稳定”的特征，属不稳定区，不宜进行建筑的场地，但根据拟建项目的特点及相关建设经验，必须克服以下问题后方可进行建设。 未来煤矿开采过程中，局部地段地面差异沉降对拟建项目运营带来的影响； 在现状、未来开采条件下，剩余沉降量对拟建项目建设期及运营过程

8、中的影响； 拟建场地在正常年份的丰水季节，预计场地内存在积水的可能，预计积水深度约 6m 左右，在如此大的积水深度下，对拟建项目运营带来的影响； 充分考虑地表积水时，对基础和设备等的腐蚀性； 采取后期修补或加固的方法进行处理，应考虑处置费用及周期对项目运营的影响。 4.处置措施及建议 针对项目特点和场地地基的“动态稳定”特点，对项目的设计、施工及运营期间建议如下: 根据剩余沉降量的估算值，设计时预留沉降空间； 调整组件的布局，使其长轴方向尽量与剩余沉降等值线的方向一致； 优化支架和基础的结构设计，使其适应地基剩余沉降和水平变形对组件运营的影响； 基础方阵支架设计时应考虑抗风、抗震等因素的影响；

9、 建议项目建设和运营期间应进行沉降观测。 工作思考 现采空区的评价尚无明确的规范、标准，本文从地表移动持续时间进行分析，并综合考虑影响场地稳定性的多个因素，划分场地稳定性分区。 场地采空区类型的划分是采空区评价最基础的工作。规范中对采空区进行老采空区、现采空区和未来采空区，未明确划分依据。本文从经验公式的角度进行划分，符合采空区地表移动变形的规律和实测的地表变形特征。 场地地基的稳定性和适宜性，应考虑项目的特点和项目实施过程中出现的问题，综合确定项目实施的可行性。 参考文献 1中华人民共和国建设部.GB50021-2001 岩土工程勘察规范.北京：中国建筑工业出版社，2009. 2中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50011-2010 建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2010. 3国家煤炭工业局制定.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程.北京：煤炭工业出版社，2000. 4康省桢，崔颖超.高速公路下伏采空区治理工程.北京：人民交通出版社，2008. 5何国清,等.矿山开采沉陷学.北京：中国矿业大学出版社，1982. 6汤伏全.煤炭开采区上方高速公路的采动损害及其防护.焦作工学院学报，1997. 7常士骠，张苏民.工程地质手册-4 版.北京：中国建筑工业出版社，2007.