某石膏矿采空区稳定性评价

一、工程概况xx集团拟在xx煤矿工业广场区域新建一座50万吨/年的甲醇厂，拟建厂址利用xx煤矿的工业广场留设煤柱没有开采的有利条件,尽可能把新建甲醇厂的重要建（构)筑物布置在工业广场留设的煤柱之上（xx煤矿工业广场建筑物平面图见图1—1所示），其他建（构)筑物布置在工业广场周围的采空区之上。

拟建厂址东西长约1200m，南北宽约760m，占地面积900余亩；西为邹唐公路，北与西侧为xx煤矿铁路专用线。

交通十分便利,基础设施齐全，地形较为平坦开阔。

拟建工程建（构）筑物总平面布置见图1-2所示.主要建、构筑物名称及要素见表1-1所示。

大型重要设备尺寸见表1-2.荷重最大的设备为甲醇合成塔、甲醇洗涤塔、气化炉、澄清槽等.建构筑物最高的为煤筒仓（高度43。

5m）和气化框架（高度39m）.大部分设备基础采用桩基础，钢筋混凝土结构。

精密设备、超长轴设备如大型压缩机、泵，基本都是联合平台，联合基础，不允许局部沉降.大部分设备对下沉都比较敏感，特别是大型压缩机有轴位移和轴震动非常精密的检测报警设备，位移和振幅一般要求小于0.5mm。

表1-2 大型重要设备尺寸234二、地质采矿条件xx煤矿是xx矿区开发最早的矿井，位于xx市南xx镇和xx镇境内,井口北距xx市约11km。

xx煤矿于1960年开始建设，设计生产能力为30万t/年，1978年改扩建至45万t/年,1990年后矿井进入衰老期，1991年底注销矿井设计生产能力，之后回收部分煤柱，至2002年回收完毕，然后闭坑。

1、地层x州煤田位于鲁西隆起区西南缘的x州向斜内,属石炭二迭系含煤地层.井田内地层自上而下分述如下:第四系，厚15.92~58.50m,由棕黄色砂质粘土及粘土质砂砾组成，含3层含水砂或砂砾层.上侏罗系，厚0~266.59m，以紫红色厚层状中、细砂岩为主，泥质胶结，夹薄层砾岩、砂砾岩和泥岩。

下部含绿灰岩、粉砂岩互层。

底部为一层不稳定的砾岩。

石炭系太原群,井田内沉积厚度一般为151.48m，由薄层深灰色粉砂岩、泥岩和灰～绿灰色砂岩组成，中夹灰岩8层、薄煤层15层,是本区主要含煤层段，可采煤层为第16上、17、18上层煤。

煤矿采空区场地稳定性评价方法探讨摘要：由于矿藏的开采，形成大范围的地下空洞区域，这个区域就称为采空区。

采空区稳定性问题是一个复杂的系统，受多种因素影响和控制，如地质构造、水文地质与工程地质、开采技术条件等等。

采空区稳定性问题在国内外属于一个比较新的课题，目前尚处于起步阶段。

但是许多学科的发展为其深入研究提供了新的研究契机。

从丰富岩石力学内容，将理论的发展转化为生产力的角度出发，本课题的研究也显得非常迫切，也具有很高工程实用价值。

关键词：煤矿采空区场地稳定性评价采空区的存在，给工程建设埋下了极大的隐患。

在国内，对于采空区，工程建设时，由于在开采时技术管理的不规范和在对采空区稳定性评价的手段上存在一定难度，多数情况下采取绕避措施，造成了投资和土地资源的极大浪费。

随着我国经济的迅猛发展，工业和基础设施建设的数量和范围也在不断的扩大，土地资源显得日益紧缺，大多数采空区还处于闲置状态，为了最大化的重新利用采空区地表，加强对采空区稳定性研究和处治显得日益紧迫。

一、影响煤矿采空区场地稳定性的因素分析1.1 煤矿采空区覆岩的石岩组类型覆岩力学性质是对采空区下沉影响程度较大的因素，我国的煤矿开采实践也表明：岩体越坚硬，地表下沉系数的值就越小。

由于破碎的岩体具有分形的几何特性，因此，可以用小尺寸的破碎岩体(数十毫米级)模拟大尺寸的破碎岩体(数十米级)。

为了模拟近似实际的矿山压力，采用伺服机实验设备，可以达到实验要求。

而只要满足了几何相似和应力应变相似，即可进行相似模拟实验。

软硬岩石高压固结模拟实验结果表明：①覆岩的力学性质和结构特征对沉陷变形的影响很大，软岩比硬岩更易被压缩变形，故在软岩厚度大的采空区，地面沉降量会相对较大；②地下水的浸泡可使软岩产生更大的附加沉降，故煤层顶板中较厚的软岩会导致固结沉陷速度加快，沉降量增大，采空区稳定性变差；③覆岩主要为硬岩的条件下，沉陷稳定的时间较长，若覆岩主要为软岩，则沉陷稳定的时间较短。

浅析石膏矿采空区的稳定性作者：聂增明梁成友来源：《神州》2010年第24期摘要：现代经济发展的多元化需求，推动了石膏矿产资源的地下开采。

石膏矿的矿体和围岩岩体结构较软。

多采用房柱采矿法开采，随着开采深度和面积的扩大，石膏矿层采空区的安全稳定性问题趋向突显，影响到石膏矿业的安全生产和规划。

探究石膏矿采空区的安全处理方法，对于石膏资源矿采的科学管理具有重要意义。

关键词：石膏矿开采采空区稳定性安全措施石膏矿采空区是由人为采掘石膏资源而形成的地下空洞。

现代石膏原料的市场化需求，加速了石膏矿产资源的地下开采，在石膏矿料开采过程中，开采工艺、采掘方式的不断研发，造成了石膏矿采的采空区域不断增大。

由于石膏矿区特殊的地质结构，以及矿采技术的局限性，导致了石膏矿采空区稳定性能减弱。

造成了很大安全隐患。

新形势下，探究科学合理的石膏矿采管理方法，确保矿采安全性能，是现代石膏矿业开采管理的重要措施，本文通过针对影响采空区稳定性因素分析，阐述了石膏矿采空区的安全处理方法。

一影响石膏矿源采空区稳定性的因素：地质构造，是影响现代矿业开采的重要因素。

石膏矿业开采，需要针对矿区地质构造以及开采条件进行科学综合的分析。

含矿层顶底板耢石的稳固性，是矿层开采技术实施的重要条件。

影响石膏采空区稳定性的因素主要包括以下方面：1空区岩体构造矿源地质结构的强度，是影响石膏采空区稳定性能的主要因素。

我国石膏矿源的周围岩体地质构造不同，由于岩体地面承载能力以及受压引力等不同，往往会导致采空区的顶板冒落塌陷或变形开裂，造成工程塌方或透水事故发生。

2空区顶板跨度顶板跨度的大小是采空区稳定性的重要因素。

影响采空区顶板跨度的因素主要是岩体性质、开采深度、上覆岩层的重力倾角以及开采空间的大小等。

一般来说，开采空间的跨度越大。

顶板中央部位出现的拉应力也越大，严重时造成顶板塌陷发生。

3矿区积水因素以矿柱支撑体系为核心的房柱式采矿方法，采空区的稳定性状态是由矿柱和矿房项板两个基本要素共同决定的。

采空区稳定性分析与评价【摘要】如今，随着我国的经济及许多方面都在不断的发展，我们在开采不同矿产资源的过程中遇到的问题也随之暴露出来，比如说北方的冬天要大量的消耗煤炭资源，但是随着我们对煤炭的大量开采，地下就会形成采空区，我们对资源的开发又不能只局限在地表，那么在矿区地表建筑物的稳定性就会受到影响。

【关键词】采空区的稳定；分析；稳定性评价；一、前言目前我国对不同资源的开发在逐渐的增加，尤其是我们日常所必须的煤炭、铁矿等这类资源，长期发展下去，我们所面临的采空区面积会不断增加，所以在进行地表建筑物的建造时就有必要避开这些区域，如果在采空上方建造一些高层建筑物的话就极有可能存在很大的安全隐患。

因此我们就有必要采取措施对采空区进行填充来保证地基的牢固性。

二、采空区稳定性的判断通常我们在对地下资源进行开发时都会提前考虑这片地区所能承受的开采量，但是有时为了获得更大的资源开发，我们对地下矿产的利用可能会大于它所能承受的范围。

在地下资源被开采出来后，这片地下区域就被称之为采空区，我们对矿产的开发会导致采空区附近和地表上覆盖的岩石和土壤结构被破坏，随着时间的流逝，这些从前开发遗留下来的采空区会通过自然的变化逐渐变得稳定，继而发展成为老的采空区。

但是在老的采空区的地表如果建造新的甚至是高层的建筑后就有很大的可能会打破这种平衡状态，会对采空区的稳定性受到影响，造成采空区的活化状态，使采空区和它上面的地表结构再次发生移动和变形。

这样对我们新建造的工程和周围的居民安全都会产生不利影响。

现如今，我们对老的采空区进行活化判断的方法有很多。

我们可以通过检测建筑物对采空区的深度的影响来判断建筑物的总体质量、采空区的横跨带以及可能在哪种地方发生断裂，断裂发生的可能性，断裂的地区是否会发生重叠等各种问题，对是否造成采空区的活化有很大的提示性。

科学的检测方法是在工程学的地质手册这本书中具体的讲述了可能造成采空区活化的临界深度的计算标准公式，根据这个我们可以能否在采空区建造建筑物提出了有利的依据。

山西建筑SHANXI ARCHITECTURE第44卷第4期・54・2 3 2 1年2月Voi. 44 No. 4Feb. 2321文章编号:1039-6825( 2321)34-0354-34某煤矿老采空区地基稳定性评价张德成 李维*代亚（江苏华晟建筑设计有限公司，江苏徐州221046）摘要：以多层煤矿老采空区上建设民用住宅的地基稳定性为研究对象,通过搜集资料、物探、钻探验证，得出评价场地的煤田地 质、煤层开采情况等，探明了 1煤、3煤采空区影响范围内岩土体完整程度，根据煤田地质构造、煤层开采、采空塌陷情况等，分别 评价煤层开采、地表变形、建筑荷载对其地基稳定性的影响，综合评价后得出地基不稳定的结论，并提出了相应处理措施。

关键词：煤矿采空区，地基，稳定性,评价中图分类号:TU441.33 文献标识码:A0引言改革开放以来，国民经济发展迅速，煤矿采空区及其周 边的场地逐渐被开发。

由于煤矿经历了长时间的开采，形 成采空区,采空区以上的岩土层、地表失去平衡而发生大的 移动和变形，经过一段时间后变形会逐渐稳定，但地表还会 存在部分剩余沉降,特别是在采空区上施加较大荷载后，在 荷载的作用下，地基岩土体中将产生附加应力并向下传递, 因此会改变老采空区上方破裂岩土体的受力状态，使破裂 岩土体的应力增加，产生附加沉降,影响新建建筑物的安 全，出现建筑物开裂等隐患。

多年以来,众多学者对煤矿采空区地基稳定性进行了 大量研究[°6],但对大面积的多层老采空区上新建高层建筑 的地基稳定性研究并不多。

本文以徐州市贾汪区某住宅小 区工程为例,对煤矿老采空区建筑地基稳定性进行评价,以坡上存在的裂缝宽度较大，多数裂缝处已生长出大量植被, 植被的存在会使浆砌片石下方土体更为松散，雨季时加剧 护坡内土体流失，从而加剧空洞和裂缝的发展。

护坡空洞 的存在会加剧护坡下侧土体流失,从而形成恶性循环,加剧 裂缝的发展。

当局部空洞连成大面积空洞时，上部浆砌 片石护坡与下部土体接触面积减小，两者间摩阻力进一 步减小，最终随着空洞范围逐渐增大，摩阻力不能有效抵 抗浆砌片石自重作用而出现护坡整体滑落，造成较大的 安全事故。

鸡西市某煤矿采空区工程地质勘查及稳定性评价摘要：鸡西市某建设用地临近煤矿采空区，为了准确查明采空区工程地质条件，以及煤矿的采空范围、埋深和边界，采空区对拟建工程的影响。

采用资料搜集、地面调查走访、综合物探、钻探验证及室内试验的综合勘察方法，确定了采空范围、塌陷破坏影响边界及安全边界，并对采空区的稳定性进行评价，对该建设用地的规划利用提出了合理建议。

研究成果对采空区工程地质勘查及稳定性评价具有参考意义。

关键词：采空区；工程地质勘察；稳定性评价；建设用地0 引言鸡西市为典型的资源型城市，资源丰富，城市建设用地十分紧张。

煤炭开采为地区经济发展做出贡献的同时，其开采沉陷对当地生态环境、社会可持续发展也产生了较大的影响，受采煤沉陷影响的居民、土地与基础设施密度大，采煤沉陷问题已成为影响鸡西市城市建设和经济发展的瓶颈，制约着鸡西市城市开发建设与可持续发展。

因此，对煤矿采空区土地进行勘察、稳定性评价，进而进行改造达到充分利用显得尤为必要。

本文即对临近煤矿采空区的拟利用建设用地进行勘察评价，为后续合理利用提供科学依据。

1 评价区地质采矿条件1.1地形地貌评价区位于穆棱河南侧的冲积河漫滩上。

北部麻山群变质岩系形成较高山脉，西南为玄武岩形成的桌状台地，南部和东南部为白垩系桦山群地层形成的平缓丘陵，第四系冲积层覆盖在鸡西群煤系地层之上。

1.2地层岩性根据资料显示，评价区周边井田含煤地层，为中生界下白垩统穆棱组、城子河组，共有煤层33个，其中城子河组为主要含煤地层，有8个可采煤层，穆棱组有5个局部可采煤层。

评价区范围内共有8个可采煤层，据搜集到的资料显示，仅在评价区北侧开采两个煤层。

城子河组组地层为陆相沉积含煤建造，背斜南翼地层走向近东西，地层倾向南偏东，倾角25°左右。

根据岩相古地理环境分析，穆棱组地层、城子河组地层为海陆交互相沉积。

1.3地质构造评价区周边矿井地质构造较为复杂，控制和影响构造形式的主体构造有穆棱河向斜，平阳—麻山逆掩断层等，压性、压扭性等不同形态，不同性质断裂构造交织在一起，相互切割成网格状构造，给矿井开拓和开采带来了很大难度。

探究石膏矿采空区治理方案及安全技术措施摘要：石膏矿的井下采空区普遍存在着多种安全风险，矿井资源的开采实施过程必须要伴随全方位的采空区整治技术措施，如此才能实现准确预测采空区现有安全隐患的目标。

石膏矿的采空区具有较为复杂的矿区地质构造特性，因此决定了治理采空区的技术实现方案需要得到合理科学的设计。

本文结合石膏矿的采空区工程整治实例，完善采空区现有的治理计划方案以及安全保障措施。

关键词：石膏矿采空区；治理方案；安全技术措施近些年以来，石膏矿的采空区覆盖面积正在显著增加，客观上体现了全面治理采空区的重要实践作用。

某些石膏矿的开采区域本身存在着遗留的安全威胁因素，未经必要治理的矿井采空区将会发生垮塌以及地层沉降事故，不利于矿井安全生产工作的顺利实施开展。

由此能够确定，目前针对于石膏矿的采空区应当纳入重点治理的工程实践范围，结合采空区的地层结构以及地质状况因素来进行科学的方案规划设计。

一、石膏矿采空区治理工程实例某高速公路第一合同段设计采空区起点桩号K0+880，终点桩号K3+250，全长2.37千米。

采空区地下处治设计段落为K1+900~K3+180，路基段采空区处治方案设计为混凝土封闭墙+破碎机制砂+气泡砼填充法。

路基段范围内处治钻孔按三角形布设，孔径为220mm，孔距按精细探测动态调整，处理宽度107.7～136.8m。

桥梁段采空区处治设计方案为混凝土封闭墙+纯水泥砂浆填充法，桥梁段范围内处治钻孔按三角形布置，孔径为220mm，孔距桥梁范围内为5m，桥梁范围外为10m。

处理宽度108.7～151.2m。

全采空区路段帷幕封闭墙钻孔孔径为优化设计变更为220mm，孔距按精细空腔探测成果优化动态调整，一字型布置。

共计灌注填充水泥砂浆66634.3m3，灌注填充固废料53977m3，灌注填充机制砂70881.4m3；检测孔77个。

石膏矿的矿井开采区域表现为特殊的地质构造，矿井开采的工程负责人员针对现有的采空区如果未能给予必要的及时处理，那么持续开采下部矿体的工程实施过程将会容易引发采空区的塌陷，进而损害到矿井开采的操作人员安全。

煤矿采空区建筑地基稳定性评价作者：肖凤成来源：《城市建设理论研究》2013年第23期【摘要】在煤矿开采过程中，煤开采出来以后，在地下就形成了空洞，在煤矿上面的建筑由于受到煤矿开采的影响，其稳定性受到一定影响，尤其是高层建筑和比较重的建筑稳定性更差。

本文就煤矿采空区建筑地基的稳定性进行分析。

【关键词】煤矿、采空区、建筑地基、稳定性中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：【前言】随着人们对煤炭资源需求量的不断增加，煤矿的开采速度也在不断的增加，致使煤矿采空区的面积在不断的增加，煤矿采空区对建筑地基的稳定性有着重要的影响。

严重的采空区会使建筑地基产生开裂，轻的也对建筑地基存在一定的安全隐患，我们通过相应的措施对采空区进行填充，减少其对建筑地基稳定性的影响。

1、采空区的活化的判断地下矿产资源被采出后，采空区周围及上覆岩体内部结构遭到破坏，在经过长时间的自然压实后基本趋于稳定形成老采空区，但在老采空区上方新建建筑物后可能打破上覆岩体中原来的相对应力平衡状态，造成老采空区活化，形成采空区及上覆岩体的二次移动和变形，对工程安全造成威胁。

目前，关于老采空区是否活化的判断方法较多。

以建筑物影响深度与采空区垮落带、断裂带发育高度是否重叠来判断是否引起老采空区活化。

在工程地质手册中提供了临界深度的计算公式，用以评价采空区场地建筑的适宜性。

李兵磊等运用离散元数值分析法对采空区上方新建建筑工程进行稳定性分析。

这些方法主要注重老采空区是否活化而对上方建筑物造成影响。

然而，老采空区虽然经过长时间的移动稳定，但实际上地表还有少量残余下沉量，这个残余下沉量将持续相当长一段时间，残余沉降与开采深度、覆岩性质、顶板管理方法等有关。

在老采空区上方新建建筑物时，应根据开采结束时间，估计残余下沉的影响。

对于地表沉陷变形预计的研究，国内外专家提出了多种方法，目前，我国比较常用的地表移动变形计算方法有概率积分法、负指数函数法、威布尔函数法和典型曲线法等，其中概率积分法具有参数容易确定、实用性强、经验积累较多等优点，在我国使用比较广泛，是最常用的方法。

某建设工程采空区地基稳定性评价提要：本文以某工程为例，从地表移动延续时间、覆岩破坏高度、建筑物荷载影响深度等几个方面分析，评价了该建设工程采空区地基的稳定性。

关键词：采空区非充分开采地表移动持续时间覆岩破坏高度建筑荷载影响深度0 引言随着经济的发展，许多以矿产开采为主的资源型城市，建设用地紧张、选址困难的问题日益突现，探索在采空区上进行工程建设，已成为这些城市建设的发展趋势。

在采空区上进行工程建设、尤其是进行高层建设，其地基稳定性评价成了工程建设不可缺少的内容。

1 工程概况某住宅小区规划建设7栋12～16层住宅楼。

建设场地所处地貌单元为河流右岸二级阶地与黄土塬边斜坡交接带。

场地平整前为黄土斜坡前缘，高程介于862.0～876.70m之间；平整后高程为861.5～864.0m。

场地地下为煤矿开采区，地层主要为第四纪黄土及砂类土、奥陶系灰岩、石炭二迭系含煤砂页岩，拟建场地下开采的10#煤处于石炭二迭系砂页岩中，层厚1.5～1.8m，埋藏深度190～200m。

10#煤开采时间为1975～1980年，开采方法采用走向长壁式，顶板管理采用垮落法；依据采空区宽度与深度比判断，拟建场地10#煤开采的属次临界开采，地表为非充分采动，地表下沉值较小。

2 地基稳定性评价对于长壁工作面大面积开采而言，地下煤层开采结束以后，当地表半年累计下沉量小于30mm时，可认为地表移动稳定。

在此采空区上地表新建建筑物，建筑荷载向地下有一定影响深度，当这个深度与地下采空区的垮落带、断裂带相交叠时，就会破坏垮落断裂带业已稳定的平衡状态，而使覆岩发生新的移动变形，从而影响到地基的稳定性。

2.1地表移动延续时间采空区地表移动延续时间的长短与覆岩性质、开采方法、开采深度和工作面推进速度等因素有关。

在长臂垮落法开采条件下，上覆岩层愈硬、开采深度愈大、工作面推进速度愈慢，地表的移动延续时间愈长；反之，地表的移动延续时间愈短。

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（2000年6月版，以下简称三下规程），地表移动延续时间按式（1）计算：由式（1）计算地表移动延续时间为500天。