建筑物下水体下铁路下承压水体下采煤新技术课件

建筑物下、水体下、建筑物下、水体下、铁铁路下、路下、承承压压水体上水体上采煤新技采煤新技术术文学文学宽宽 研究研究员员煤炭科学研究煤炭科学研究总总院院1精选PPT建筑物下、水体下、铁路下、文学宽 研究员1精选PP“三下一上三下一上”采煤的意采煤的意义义 我国煤炭我国煤炭资资源源蕴蕴藏丰富、分布藏丰富、分布广泛、加之人口众多、煤广泛、加之人口众多、煤矿矿生生产产均均不同程度涉及建不同程度涉及建(构构)筑物下、水体筑物下、水体下、下、铁铁路下、承路下、承压压水体上水体上(简简称称“三三下一上下一上”)采煤采煤问题问题。2精选PPT“三下一上”采煤的意义 我国煤炭资源 据不完全据不完全统计统计，仅统仅统配煤配煤矿矿生生产矿产矿井的井的“三下一上三下一上”压压煤量就高达数百煤量就高达数百亿亿吨，特吨，特别别是是华东华东地区地区经济发经济发达，人口密集，达，人口密集，矿矿井的井的“三下一上三下一上”压压煤量占到可采煤量占到可采储储量的量的50%左右，左右，有的新建有的新建矿矿井的井的压压煤量高达煤量高达矿矿井可采井可采储储量量的的80%。一些开一些开发较发较早的早的矿矿井随着可采井随着可采资资源的源的枯竭，其生枯竭，其生产产均涉及均涉及“三下一上三下一上”采煤采煤问题问题。3精选PPT 据不完全统计，仅统配煤矿生产矿井的“三 “三下一上”采煤技采煤技术术 开采沉陷和覆岩破坏理开采沉陷和覆岩破坏理开采沉陷和覆岩破坏理开采沉陷和覆岩破坏理论论论论、计计计计算分析、特殊开采技算分析、特殊开采技算分析、特殊开采技算分析、特殊开采技术术术术、地面建地面建地面建地面建(构构构构)筑物保筑物保筑物保筑物保护护护护煤柱和水体保煤柱和水体保煤柱和水体保煤柱和水体保护护护护煤柱煤柱煤柱煤柱设计设计设计设计等。等。等。等。4精选PPT “三下一上”采煤技术 开采沉陷地表移地表移动规动规律及建筑物下律及建筑物下采煤技采煤技术术5精选PPT地表移动规律及建筑物下采煤技术5精选PPT1.地表移地表移动动及其特征及其特征 煤煤层层开采后，覆岩开采后，覆岩产产生移生移动动、变变形与破坏。随着形与破坏。随着采空面采空面积积的增大，岩的增大，岩层层移移动动的范的范围围也会相也会相应应增大，增大，当采空区面当采空区面积积达到一定范国后，岩达到一定范国后，岩层层移移动动范范围发围发展展到地表，使地表到地表，使地表产产生移生移动动与与变变形，形，这这一一过过程与程与现现象象称称为为地表移地表移动动。地表移地表移动稳动稳定后，在采空区上方形成的沉陷区定后，在采空区上方形成的沉陷区域称域称为为地表下沉盆地。地表下沉盆地。一般以一般以10mm10mm的下沉等的下沉等值线值线作作为为下沉盆地下沉盆地边边界。界。6精选PPT1.地表移动及其特征 煤层开采后，覆岩产生1.1.地表移地表移动动盆地特征盆地特征 一般呈一般呈一般呈一般呈椭圆椭圆椭圆椭圆形；形；形；形；急斜煤急斜煤急斜煤急斜煤层层层层开采开采开采开采时时时时,一般呈兜形或瓢形；一般呈兜形或瓢形；一般呈兜形或瓢形；一般呈兜形或瓢形；浅埋深开采浅埋深开采浅埋深开采浅埋深开采时时时时,地表可能会出地表可能会出地表可能会出地表可能会出现现现现台价下沉盆地；台价下沉盆地；台价下沉盆地；台价下沉盆地；硬岩硬岩硬岩硬岩层层层层浅部开采浅部开采浅部开采浅部开采时时时时,地表下沉盆地有地表下沉盆地有地表下沉盆地有地表下沉盆地有时为时为时为时为切冒形；切冒形；切冒形；切冒形；图图图图1-31-3所示所示所示所示为为为为典型的典型的典型的典型的倾倾倾倾斜煤斜煤斜煤斜煤层层层层，矩形工作，矩形工作，矩形工作，矩形工作 面开采面开采面开采面开采后的下沉盆地：后的下沉盆地：后的下沉盆地：后的下沉盆地：呈呈呈呈椭圆椭圆椭圆椭圆形，在煤形，在煤形，在煤形，在煤层层层层走向方向上与开采中心走向方向上与开采中心走向方向上与开采中心走向方向上与开采中心对对对对称。称。称。称。7精选PPT1.1.地表移动盆地特征 8精选PPT8精选PPT1.2.移移动动盆地形成盆地形成过过程程 依据开采深度、岩性和开采区域面依据开采深度、岩性和开采区域面积积，地表移，地表移动动盆地的形成盆地的形成过过程程经历经历非充分采非充分采动动，充分采，充分采动动，最，最后达到超充分采后达到超充分采动动。9精选PPT1.2.移动盆地形成过程 依据开采深度、1.3.地表点移地表点移动动特征特征 在地表下沉盆地内，每点的移在地表下沉盆地内，每点的移动动方向均指向采方向均指向采空区中心，且可分解空区中心，且可分解为为垂直移垂直移动动(下沉下沉)和水平移和水平移动动两两个分量。各点的移个分量。各点的移动过动过程与移程与移动动量的大小与开采的量的大小与开采的相相对对位置有关位置有关 。10精选PPT1.3.地表点移动特征 在地表下沉盆地 2.开采沉陷规律及计算方法 2.1.开采沉陷的一般规律 地表移动依据其形式可分为连续变形和非连续变形两种。对于连续变形，根据煤层开采的地表移动及形成的下沉盆地可用两种方式进行描述，即角值方式和数值方式。11精选PPT 2.开采沉陷规律及计算方法11精选PPT 2.1.1.地表移动的角值表述 地表下沉盆地范地表下沉盆地范围围最大下沉位置等均可用最大下沉位置等均可用实际观测实际观测取得取得的下列角的下列角值进值进行确定。行确定。(1)1)边边界角界角 在充分采在充分采动动的条件下，下沉盆地主断面上的条件下，下沉盆地主断面上实测实测下沉下沉为为10mm10mm的点的点(边边界点界点)和采空区和采空区边边界的界的连线连线与水与水平平线线在煤柱一在煤柱一侧侧的的夹夹角。角。当有松散当有松散层时层时，应应先以松散先以松散层层移移动动角角 将将边边界点界点投影到基岩面，也可投影到基岩面，也可综综合确定合确定为综为综合合边边界角。界角。分分为为走向走向边边界角界角 ，下山，下山边边界角界角 ，上山，上山边边界角界角 及急斜煤及急斜煤层层底板底板边边界角。界角。12精选PPT 2.1.1.地表移动的角值表述12精选PPT(2)移移动动角角 在充分采在充分采动动条件下，下沉盆主断面上条件下，下沉盆主断面上实测实测达到达到 级变级变形形(倾倾斜斜i i=3.0mm3.0mm/m/m、水平、水平变变形形=2.0mm/m=2.0mm/m、曲率、曲率k k=0.210=0.210-3-3 m m-1-1 )。最外最外边边的点和采空区的点和采空区边边界的界的连线连线与水平与水平线线在煤柱在煤柱一一侧侧的的夹夹角。当有松散角。当有松散层时层时，应应先以松散先以松散层层移移动动角角 将最外将最外边边点投影到基岩面，也可点投影到基岩面，也可综综合确定合确定为综为综合移合移动动角。角。移移动动角分角分为为走向移走向移动动角角 ，下山移，下山移动动角角 ，上山移，上山移动动角角 及急斜煤及急斜煤层层的底板移的底板移动动角角 。13精选PPT(2)移动角 在充分采动条件下，下沉(3)裂裂缝缝角角 在充分采在充分采动动条件下，下沉盆地主断面上条件下，下沉盆地主断面上实测实测裂裂缝缝最外面的点和采空区最外面的点和采空区边边界的界的连线连线与水平与水平线线在煤柱在煤柱一一侧侧的的夹夹角。角。裂裂缝缝角分角分为为走向裂走向裂缝缝角角 ，下山裂，下山裂缝缝角角 ，上山裂上山裂缝缝角角 及急煤及急煤层层的底板裂的底板裂缝缝角角 。14精选PPT(3)裂缝角 在充分采动条件下，下沉盆15精选PPT15精选PPT2.1.2 地表移地表移动动的数的数值值表述表述 地表沉降除用角值表示其相对区域外，还可用数值来表述地表各点的移动量值，包括下沉、水平移动、倾斜、水平变形、曲率、扭曲、剪切、下沉速度、开采影响时间、超前影响距和移动起始距等。（1）下沉（W），指地表移动的垂直分量。（2）水平移动（U），指地表移动的水平分量。16精选PPT2.1.2 地表移动的数值表述 （3）倾斜（i），指地表单位长度内下沉的变化量，具有方向性。（4）水平变形（），指地表单位长度内水平移动的变化量，拉伸为正，压缩为负。（5）曲率（k），指地表单位长度内倾斜变化量，凸为正，凹为负。17精选PPT （3）倾斜（i），指地表单位长度内下沉的变化量，地表移动的量值与角量之间存在着对应关系，主要有边界角与下沉之间的关系、移动角与变形（倾斜、水平变形和曲率）的关系及超前影响角的关系。18精选PPT 地表移动的量值与角量之间存在着对应2.2 开采沉陷开采沉陷计计算方法算方法 通过几十年的研究，我国沉陷学者巳总结出适用于我国地质条件的开采沉陷计算与预计方法，主要有经验计算方法与理论分析方法两大类。经验计算方法中的概率积分法是以分布函数为影响函数，用积分式表示地表下沉盆地剖面的方法，应用较为普遍。19精选PPT2.2 开采沉陷计算方法 通过几十年的研究 概率积分法认为任意开采条件下都可以把整个开采分解为许多或无限多个微小单元的开采。整个开采对地表的影响等于所有单元开采的影响总和，因而可从单元开采入手，研究下沉盆地的方程式。其计算公式和计算如下：半无限开采走向主断面上地表移动和变形值：20精选PPT 概率积分法认为任意开采条件下都可以把整21精选PPT21精选PPT22精选PPT22精选PPT23精选PPT23精选PPT2.3.计计算参数取算参数取值值 地表移动的计算现在一般采用计算程序计算，如果用手算分析，则必须考虑工作面的充分度。计算参数取值见下表。24精选PPT2.3.计算参数取值 地表移动的计算现在一25精选PPT25精选PPT3.开采沉陷开采沉陷对对建筑物的建筑物的损损害害 地下开采对地表房屋的损害主要是由采动地表在垂直方向的移动变形(下沉、倾斜、曲率、扭曲)和水平方向的移动变形(水平移动、拉伸与压缩变形)引起。26精选PPT3.开采沉陷对建筑物的损害 地下开采对27精选PPT27精选PPT3.1.开采沉陷建筑物的开采沉陷建筑物的损损害害类类型型 3.1.1.下沉对建筑物的损害 一般情况下，当房屋所处的地表出现均匀下沉时，房屋的结构不会产生附加应力，因而对其本身也不会带来损害。但当地表下沉量大，地下水位有很高时，造成房屋周围长期积水或受潮，改变了房屋所处的环境，会降低地基的强度。28精选PPT3.1.开采沉陷建筑物的损害类型 3.1.1.下沉 不均匀下沉造成房屋损害的最普遍形式就是产生不同程度的房屋斑裂，一般不均匀下沉的上方墙体就会产生倾斜裂缝，严重时就会影响房屋的使用甚至会使房屋遭到破坏而废弃。29精选PPT 不均匀下沉造成房屋损害的最普遍形式就是3.1.2.倾斜对建筑物的损害 地表倾斜后将会引起房屋的倾斜，从而会导致房屋的重心的偏离，产生附加倾覆力矩，承载结构内部将产生附加应力，基础承载压力会重新分布。地表倾斜尤其对高层建筑物的损害明显，甚至会引起楼房底层发生下水道倒流等现象，影响生活和房屋的使用。30精选PPT3.1.2.倾斜对建筑物的损害30精选PPT3.1.3.地表曲率对建筑物的影响 地表曲率地表曲率变变形将原来房屋的平面基形将原来房屋的平面基础变础变成成为为曲面曲面形状。形状。这样这样，建筑物的荷，建筑物的荷载载与基与基础础土壤反力土壤反力间间的初始的初始平衡状平衡状态态就遭到了破坏。在正就遭到了破坏。在正负负曲率作用下，房屋都曲率作用下，房屋都会受到会受到损损害。害。在正曲率在正曲率变变形的作用下，房屋形的作用下，房屋产产生倒八字形裂生倒八字形裂缝缝，裂裂缝缝最大最大宽宽度在其上端；在度在其上端；在负负曲率曲率变变形的作用下，房形的作用下，房屋屋产产生正八字的裂生正八字的裂缝缝，裂，裂缝缝的最大的最大宽宽度在其下端。在度在其下端。在采深采深较较小的、建筑物尺寸小的、建筑物尺寸较较大的条件下，地表曲率大的条件下，地表曲率变变形形对对建筑物的建筑物的损损害害较严较严重。重。31精选PPT3.1.3.地表曲率对建筑物的影响31精选PPT3.1.4.地表水平变形对建筑物的损害 地表水平变形对房屋的破坏作用很大，尤其是拉伸变形。由于房屋的抵抗拉伸能力远小于抵抗压缩的能力，所以较小的地表拉伸变形就能使房屋产生开裂性裂缝，砖砌体的结合缝，房屋的结构点（如房梁）易被拉开。32精选PPT3.1.4.地表水平变形对建筑物的损害32精选PPT 我国众多矿区的开采实践表明，当地表水平拉伸变形大于1.5mm/m时，在一般砖石承重的建筑物墙体上就会出现细小的竖向裂缝。当压缩变形较大时，可使房屋墙壁、地基压碎，地板鼓起产生剪切和挤压裂缝，可使门窗洞口压成菱形，纵墙或围墙产生褶曲或屋顶鼓起。33精选PPT 我国众多矿区的开采实践表明，当地表水3.2.开采建筑物开采建筑物损损害程度分害程度分级级 我国矿区涉及采动影响损害的房屋主要是矿区工业和民用建筑物及农村村庄房屋，多为砖混结构楼房和砖混、砖木结构、土筑平房等。由于建筑物结构和抵抗变形能力不同，因此在划分破坏等级标注时要分别对待。34精选PPT3.2.开采建筑物损害程度分级 我国矿 我国在建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中将长度或变形缝区段内长度小于20m的砖混结构房屋破坏分为四个等级（表3-1）.其他结构类的建筑物可参照表 3-1 执行，表3-2 给出了土筑建筑平房破坏等级与地表变形的对应关系。35精选PPT 我国在建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱损损坏坏等等级级建筑物建筑物损损坏程度坏程度地表地表变变形形值值损损坏坏分分类类处处理理方式方式水平水平变变形形 (mm/m)(mm/m)曲率曲率k k(10(10-3-3/m)/m)倾倾斜斜i i(mmmm/mm)自然自然间砖墙间砖墙上出上出现宽现宽度度1 12mm2mm的裂的裂缝缝2.02.00.20.23.03.0极极轻轻微微损损坏坏不修不修自然自然间砖墙间砖墙上出上出现宽现宽度小于度小于4mm4mm的裂的裂缝缝；多条裂；多条裂缝总宽缝总宽度小于度小于10mm10mm轻轻微微损损坏坏简单简单维维修修 自然自然间砖墙间砖墙上出上出现宽现宽度小于度小于15mm15mm的的裂裂缝缝；多条裂；多条裂缝总宽缝总宽度小于度小于30mm30mm，钢钢筋混凝土梁、柱上筋混凝土梁、柱上裂裂缝长缝长度小于度小于1/31/3截面高度；梁截面高度；梁端抽出小于端抽出小于20mm20mm；砖砖柱上出柱上出现现水平裂水平裂缝缝，缝长缝长大于大于1/21/2截面截面边长边长；门门窗略有歪斜窗略有歪斜4.04.00.40.46.06.0轻轻度度损损坏坏小修小修自然自然间砖墙间砖墙上出上出现宽现宽度小于度小于30mm30mm的的裂裂缝缝；多条裂；多条裂缝总宽缝总宽度小于度小于50mm50mm，钢钢筋混凝土梁、柱上筋混凝土梁、柱上裂裂缝长缝长度小于度小于1/21/2截面高度；梁截面高度；梁端抽出小于端抽出小于50mm50mm；砖砖柱上出柱上出现现小于小于5mm5mm的水平的水平错动错动；门门窗窗严严重重变变形形6.06.00.60.610.010.0中度中度损损坏坏中修中修自然自然间砖墙间砖墙上出上出现宽现宽度大于度大于30mm30mm的的裂裂缝缝；多条裂；多条裂缝总宽缝总宽度大于度大于50mm50mm；梁端抽出小于；梁端抽出小于60mm60mm；砖砖柱出柱出现现小于小于25mm25mm的水平的水平错错动动6.06.00.60.610.010.0严严重重损损坏坏大修大修自然自然间砖墙间砖墙上出上出现严现严重交叉裂重交叉裂缝缝、上、上下下贯贯通裂通裂缝缝，以及，以及严严重外鼓、重外鼓、歪斜；歪斜；钢钢筋混凝土梁、柱裂筋混凝土梁、柱裂缝缝沿截面沿截面贯贯通；梁端抽出大于通；梁端抽出大于60mm60mm；砖砖柱出柱出现现大于大于25mm25mm的的水平水平错动错动；有倒塌危；有倒塌危险险极度极度严严重重损损坏坏拆建拆建 表表3-1 砖砖混混结结构建筑物构建筑物损损坏等坏等级级 36精选PPT损坏建筑物损坏程度地表变形值损坏处理水平变形曲率k倾斜i 表表3-2 建筑物破坏等建筑物破坏等级级与地表与地表变变形关系形关系 37精选PPT 表3-2 建筑物破坏等级与地3.3建筑物保建筑物保护护煤柱留煤柱留设设方法方法 3.3.1.煤柱留设原理 建（构）筑物下煤柱留设是依据地表移动的一般规律，以移动角或边界角来圈定对受护体的产生破坏影响的范围，影响范围内的区域均作为煤柱进行留设，使煤矿开采不对建筑物产生破坏影响。采用移动角还是边界角取决于受护体的重要程度，哪一种建（构）筑物需要受到保护及保护等级等在三下采煤规程中有明确的规定。38精选PPT3.3建筑物保护煤柱留设方法 3.3.1.煤柱留设原 移动角和边界角的取值是实际观测分析所得，新矿区的值可用类比法确定。为保证受护体的安全，在煤柱留设中，应首先依据受护体的重要程度确定维护带宽度，在此基础上进行煤柱留设的设计。39精选PPT 移动角和边界角的取值是实际观测分析所得，3.3.2.煤柱留设的方法 煤柱留煤柱留设设的方法主要有垂直剖面法、垂的方法主要有垂直剖面法、垂线线法、数法、数字字标标高投影法和高投影法和计计算法。算法。1.垂直剖面法 垂直剖面法是利用垂直剖面法是利用选选取的角取的角值值，采用垂直剖面，采用垂直剖面作作图图来圈定保来圈定保护护煤柱的方法，适用于各煤柱的方法，适用于各类类建筑物保建筑物保护护煤柱的煤柱的设计设计。其主要步。其主要步骤骤如下：如下：（1 1）根据受）根据受护护角点作平行于煤角点作平行于煤层层的走向和的走向和倾倾向向的直的直线线，得到平行四，得到平行四边边形，外形，外侧侧加加维护带宽维护带宽度得到度得到受受护边护边界。界。40精选PPT 3.3.2.煤柱留设的方法40精选PPT （2 2）过过中心点作走向和中心点作走向和倾倾向剖面，向剖面，标标出地表出地表线线、松散松散层层、煤、煤层层和受和受护边护边界，求出保界，求出保护护煤柱煤柱边边界。界。（3 3）在剖面上作）在剖面上作图图得到煤得到煤层层保保护护煤柱上、下煤柱上、下边边界界（或左、右（或左、右边边界）点，并将其界）点，并将其转绘转绘到平面到平面图图上。上。（4 4）连连接角点成一梯形，即所求保接角点成一梯形，即所求保护护煤柱平面煤柱平面图图。当当边边界界线线与煤与煤层层走向斜交走向斜交时时，松散，松散层层内采用内采用 角，角，基岩内基岩内则则分分别别采用斜交剖面移采用斜交剖面移动动角角、（或（或边边界角）界角）。41精选PPT （2）过中心点作走向和倾向剖面，标出地表线、松42精选PPT42精选PPT 2、垂线法 垂垂线线法是利用法是利用选选定的角定的角值值，采用垂，采用垂线计线计算作算作图图来圈定来圈定保保护护煤柱范煤柱范围围的方法。此方法适用于延伸型和的方法。此方法适用于延伸型和边边界形状界形状复复杂杂的建（构）筑物保的建（构）筑物保护护煤柱煤柱设计设计。其主要步。其主要步骤骤如下：如下：（1 1）根据受）根据受护护角点圈定范角点圈定范围围，外，外侧侧加加维护带宽维护带宽度得到受度得到受护边护边界。界。（2 2）按表土）按表土层层移移动动角角计计算算宽宽度度s s=h hcotcot，受受护边护边界外界外侧侧加加计计算算宽宽度划出基岩面受度划出基岩面受护边护边界。界。（3 3）画各）画各线线段垂段垂线线，按公式，按公式计计算各垂算各垂线长线长度。度。（4 4）在各垂）在各垂线线上按比例截取上按比例截取计计算算长长度，度，连连接角点所成的接角点所成的轮轮廓即廓即为为所求保所求保护护煤柱平面煤柱平面图图。43精选PPT 2、垂线法43精选PPT44精选PPT44精选PPT 3、数字标高投影法 数字标高投影法是利用选取的角值，采用数字标高计算作图来圈定保护煤柱范围的方法。此方法适用于延伸型建（构）筑物和基岩标高变化较大的保护煤柱设计。其主要步骤如下：（1）根据受护角点圈定范围，外侧加维护带宽度得到受护边界。45精选PPT 3、数字标高投影法45精选PPT （2）按表土层移动角、基岩移动角（边界角），通过d=Dcot 其中d为相邻两等高线的水平距离，D为等高线距），计算相邻两等高线之间的水平距离。（3）在同一等高线上截取交点。（4）连接角各交点所成的轮廓即为所求保护煤柱平面图。46精选PPT （2）按表土层移动角、基岩移动角（边界角），通 4、计算法 计算法步骤如下：（1）根据受护角点圈定范围，外侧加维护带宽度得到受护边界。（2）依据采深和工作面的设计布置方式确定开采边界（一般可以1/2采深作为设计边界和保护边界的距离）。47精选PPT 4、计算法47精选PPT （3）依据设计边界和本区域的地表移动计算参数，计算开采后的地表移动与变形值。（4）依据计算变形值与受护边界的相对位置，调整工作面开采边界。（5）重复以上（3）、（4）工作，直到达到设计要求。设计时应考虑四周的开采情况。48精选PPT （3）依据设计边界和本区域的地表移动计算参数，计算开4.建筑物下压煤开采技术4.1.建筑物下压煤开采的意义 据统计,我国”三下”压煤量为133.5亿t以上,其中建筑物下压煤量为78.2亿t以上,约占61%。建筑物下又以村庄压量最大.随着工农业生产的发展,建筑物下压煤有增大的趋势,很多矿区建筑物下压煤占到可采储量的40%以上,严重制约着矿区的生产和可持续发展.如:截止到1999年底兖矿集团村下压煤量78858.9万t,占可采储量的49.61%。49精选PPT4.建筑物下压煤开采技术49精选PPT 因此，解决建筑物下压煤开采问题，不论从理论上、技术上、还是社会经济上，对发展煤炭科技和煤矿生产都有极大的现实意义。50精选PPT 因此，解决建筑物下压煤开采问题，不论从理 4.2.我国建筑物下压煤开采概况 我国建筑物下压煤开采技术研究分为5部分：4.2.1.采后维修和采前加固 1958年在峰峰和村纱厂、开滦唐家庄矿工人村下采煤，采后建筑物损害，维修后正常使用。1962年彩屯矿在矿区医院住院部下采煤。该部为3层楼房，长114m，宽12m，高11m，设置6道变形缝，缝宽120mm，采后经3次维修，至今仍在使用。51精选PPT 4.2.我国建筑物下压煤开采概况51精选PPT 20世纪60年代峰峰五矿办公楼、宿舍、鹤壁六矿小学、公安局等。对建筑物采取加固措施后开采，以及枣庄矿务局对建筑物采取重点加固、一般维修方法开采市镇建筑群下压煤，都获得了成功。52精选PPT 20世纪60年代峰峰五矿办公楼、宿舍、4.2.2.井下开采措施井下开采措施 19731977年，蛟河矿奶子山镇建筑群下压煤应用条带开采获得成功。19821984年，峰峰矿务局二矿在辛寺庄村下采用7个工作面协调开采获得成功，开采后98%的农村建筑物损害在1级以下。1994年兖州吴官庄村下采用双对拉450m长工作里面协调开采获得成功，开采了两层薄煤层，使495户农村建筑物大部分损害在1级以下。53精选PPT4.2.2.井下开采措施 1973197 19911994年焦作王封矿采用冒落条带法，成功的开采了井筒及工广煤柱，使得在开采影响范围内的厂房、电影院、教学楼、铁路、水塔等建筑没有发生损坏显现。19952000年新汶鄂庄、淄博岱庄煤矿先后在城镇下和村庄下采用大条带协调开采方法，采后建筑物和民房结构完好，1级损害以下，取得很好的的经济效益和社会效益。54精选PPT 19911994年焦作王封矿采用冒落条 目前条带法开采在我国得到了广泛的应用，其采出率一般40%60%,地表下沉系数仅为煤层采厚的13%15%，效果显著。55精选PPT 目前条带法开采在我国得到了广泛的应用 4.2.3.抗变形建筑物 19781982年湖南资江煤矿开展抗变形建筑物的研究，在资江煤矿的开采影响区上兴建了长44.7m、宽20.6425.24m、高9.209.75m，总面积为1356m2 的俱乐部，采用基础钢筋混凝土圈梁、连系梁、构造柱、滑动层等抗变形措施。使俱乐部经受了地表8.0mm/m的水平变形、1.68mm/m2 的曲率变形和6.1mm/m的倾斜变形，建筑物基本未受损害，始终正常使用。56精选PPT 4.2.3.抗变形建筑物56精选PPT 后来又相继在阳泉、邢台、峰峰和新汶等矿务局抗变形建筑物的研究，为采动区预先建抗变形建筑物打下了基础。57精选PPT 后来又相继在阳泉、邢台、峰峰和新汶等矿务 4.2.4.采空区充填法 我国煤矿在进行“三下”采煤时，曾试验成功水力、风力、自溜及手工充填等开采方法。充填材料因地制宜，有山沙、河沙、废油母岩岩、煤矸石及电厂粉煤灰等。如19641967年，抚顺车辆修理厂工业厂房下，采用密实水砂充填和对厂房基础采用联系梁加固等措施，成功地完成了采出总厚达20m的特厚煤层的实验开采工作。58精选PPT 4.2.4.采空区充填法58精选PPT 19781979年，新汶张庄矿在村庄下实验成功用高浓度粉煤灰胶结充填；19831984年，平顶山十一矿利用粉煤灰条带采煤法，有效地控制了地表建筑物的移动变形。59精选PPT 19781979年，新汶张庄矿在村庄下4.3.建筑物下开采技建筑物下开采技术术 建筑物下开采技术主要是利用开采影响的移动规律和不同开采方式的地表下沉特点，通过采煤方法的设计，控制地表沉降或地表变形达到保护地面建筑安全的目的技术方法。这些方法大体上可分为两大类:60精选PPT4.3.建筑物下开采技术 建筑物下开采技 一类为控制地表沉降达到减少地表变形要求的方法：如条带开采、充填开采和限厚开采等；另一类为控制相对位置地表影响变形达到减少对受护对象影响变形的方法，如协调开采、全柱开采等。各类开采方法引起的地表下沉系数对比见表10-5所示。61精选PPT 一类为控制地表沉降达到减少地表变形要求的62精选PPT62精选PPT4.3.1.条条带带开采技开采技术术 条带开采法是将被开采的煤层划分成比较正规的条带形状，采一条(采宽b)，留一条(留宽a)，留下的条带煤柱足以支撑上覆岩层的重量，使地表产生较小的移动变形。条带开采法首先在波兰、英国、前苏联、美国、南非等国得到了广泛应用，之后澳大利亚、印度、德国也相继采用。63精选PPT4.3.1.条带开采技术 条带开采法是 自1967年我国开始应用条带开采法进行建筑物下、水体下、铁路下压煤开采，目前己在全国10多个省，100多个工作面进行了开采，取得了大量的实际观测资料。由于条带开采引起地表及岩层移动小，所以目前条带开采已成为建筑物下采煤中采用较多的方法之一。64精选PPT 自1967年我国开始应用条带开采法进行建筑 条条带带开采法与一般开采法与一般长长壁式采煤方法相比，有回采壁式采煤方法相比，有回采率低、率低、掘掘进进率高、率高、搬家次数多、搬家次数多、工作效率低等缺点。工作效率低等缺点。条条带带开采的使用条件如下：开采的使用条件如下：城城镇镇密集建筑群密集建筑群.结结构复构复杂杂和和纪纪念性建筑物下采煤；念性建筑物下采煤；铁铁路路桥桥梁、梁、隧道或隧道或铁铁路干路干线线下采煤；下采煤；水体下采煤以及水体上采煤；水体下采煤以及水体上采煤；高潜水位高潜水位矿矿区；区；煤煤层层层层数少数少.厚度厚度稳稳定定.断断层层少；少；邻邻近采区的开采不影响煤柱的近采区的开采不影响煤柱的稳稳定性。定性。65精选PPT 条带开采法与一般长壁式采煤方法相比，(1).条条带带开采的开采的类类型型 a.走向和倾向条带 条带长轴沿煤层走向布置为走向条带，沿倾向布置为倾向条带，走向条带搬家次数少，提高工作效率；当煤层倾角大时，倾向条带可以提高条带煤柱稳定性。66精选PPT(1).条带开采的类型 a.走向和倾向条带66精选PP b.冒落条采和充填条采 采出部分用全部部垮落法管理顶板时称为冒落条采，该法土艺简单、成本低、应用较多。采出部分用充填法管理顶板，由于充填了开采空间，可以提高煤柱的稳定性，减小岩层与地表移动，一般用于重要建筑物和密集建筑群下采煤，如波兰在城市下采煤。但该法工艺复杂、成本高、我国应用较少。67精选PPT b.冒落条采和充填条采 67精选PPT c.定采留比和变采留比条采 在一个采区内采留比固定不变的，叫定采留比。适用于地质采矿条件比较简单的区域，在多煤层、厚煤层分层开采时必须采用定采留比，否则保证不了煤柱的稳定性。一个采区内采留比不固定的叫变采留比，适用于地质采矿条件比较复朵的区域。它布置比较灵活，一般适用于单一煤层开采。68精选PPT c.定采留比和变采留比条采68精选PPT(2)条条带带开采岩开采岩层层与地表移与地表移动变动变形特点形特点a.覆岩破坏规律 覆岩中覆岩中,一般是直接一般是直接顶垮顶垮落落,老老顶顶不冒落不冒落,形成自形成自然平衡拱然平衡拱,冒落裂冒落裂缝带缝带的高度减小的高度减小,弯曲弯曲带带的厚度的厚度增加增加.b.b.地表移地表移动规动规律律地表下沉小地表下沉小.下沉系数在下沉系数在0.024-0.2060.024-0.206之之间间;地表移地表移动动平平缓缓.主要影响角正切主要影响角正切较较小小,为为1.0-2.0;1.0-2.0;移移动时间动时间短短.条采地表移条采地表移动时间为动时间为全采的全采的40%40%水平移水平移动动量量.水平移水平移动动系数系数较较小小,在在0.2-0.30.2-0.3之之间间.69精选PPT(2)条带开采岩层与地表移动变形特点a.覆岩破坏规律69精选(3)条条带带开采开采设计设计 a.条带开采宽度的确定 依据开采区域的开采深度，确定条带开采的最大宽度。根据国内外条带开采的经验，当采出条带宽度达到采深H的1/3时，地表会出现波浪形下沉盆地，为了保证条带开采后地表出现单一平缓的下沉盆地，采出条带宽度一般为H/4一H/10。70精选PPT(3)条带开采设计 a.条带开采宽度的确定70精选 b.煤柱强度稳定性分析 采用单向应力法进行分析，其基本原理为：矿柱的单向抗压强度应大于矿柱实际承受的荷载。矿柱承受的荷载可下图确定。图中(a+b)阴影部分为矿柱分载的面积，即采后采出条带上方岩体的自重全部转移到矿柱上，因此有：71精选PPT b.煤柱强度稳定性分析71精选PPT72精选PPT72精选PPT73精选PPT73精选PPT 一般来说，采用充填法管理顶板时，安全系数K=1就可以保证煤柱的稳定性。当采用全部垮落法管理顶板时，由于煤柱的稳定性相对较低，取安全系数K=1.5-2.0。通过以上的选择和计算就可以确定条带的采宽和留宽。74精选PPT 一般来说，采用充填法管理顶板时，安全系(4)影响条影响条带带煤柱煤柱强强度和度和稳稳定性因素定性因素 条带煤柱的宽高比：充填条带应大于等于2，冒落条带为3-5；回采率：国内外成功的条带开采回采率为40%一68%，即条带煤柱面积占32%一60%。回采率过高，将难以保证煤柱的稳定性。开采方法：为保证煤柱稳定性，应遵循以下原则：75精选PPT(4)影响条带煤柱强度和稳定性因素 条带煤柱76精选PPT76精选PPT(5)条条带带开采地表移开采地表移动变动变形形预计预计 条带开采地表移动变形预计方法主要有：a.概率积分法；b b .数值计算法、有限元、边界元等；C C .力学计算方法,如层状介质理论、托板理论、动力学计算等。77精选PPT(5)条带开采地表移动变形预计 条带开采地表移动变形预 常用的方法为概率积分法：条带开采的实测资料表明，条采的地表移动规律与全采相似，因此，采用概率积分法预测与预测全采时的模型完全相同。仅改变预测参数，因此重点是参数的迭取，其参数的关系如下：78精选PPT 常用的方法为概率积分法：78精选PPT79精选PPT79精选PPT80精选PPT80精选PPT4.3.2.协调协调开采技开采技术术 (1)协调开采减小地表移动的机理 协调开采技术是”三下”采煤技术中控制地表变形的采煤方法，它利用地表移动规律和工作面相对位置及开采方向布置来实现减少开采影响变形。主要方法有：全柱开采布置和背向或对向工作面推进布置、同一煤层的错位布置、不同煤层的错距布置等。81精选PPT4.3.2.协调开采技术 (1)协调开采减小地表移动的机 利 用开采影响的动态变形相对较小的特点(约为最大变形的65%)，将保护柱置于开采区域中央，采用多工作面同时、匀速推进方式进行整个煤柱的开采。82精选PPT 利 用开采影响的动态变形相对较小的特点 (2)协调开采的方法 a.全柱开采 地表移地表移动变动变形表明，地表不均匀下沉和地表形表明，地表不均匀下沉和地表变变形形主要集中在开采主要集中在开采边边界附近上方。界附近上方。井下每出井下每出现现一个永一个永久性的开采久性的开采边边界，地表就出界，地表就出现现一个一个较较大的地表大的地表变变形形区。区。因此，在建筑物、构筑物，甚至整个城市范因此，在建筑物、构筑物，甚至整个城市范围围内，内，有效地有效地进进行大面行大面积积全柱开采，并在全柱开采，并在矿矿柱内不形成永柱内不形成永久性的开采久性的开采边边界，可最大限度减少地下开采界，可最大限度减少地下开采对对受受护护对对象的影响。象的影响。83精选PPT (2)协调开采的方法83精选PPT (a)长工作面开采 单一长工作面：在煤柱范国内只布置一个工作面,一般仅在煤柱面积较小时采用(图中a)；台阶状长工作面：当煤柱较大时(图中b)；分区阶梯状长工作面：煤柱面积很大时，可把煤柱划分为若干个区段，在区段内布置台阶工作面(图中c)。84精选PPT (a)长工作面开采84精选PPT 多工作面：多工作面连续、匀速同时开采或者按照顺序一个工作面接一个工作面回采，不过久地仃顿，以兔形成永久性开采边界，使本来只承受动态变形值的地方而变为承受静态变形值(d)。85精选PPT 多工作面：多工作面连续、匀速同时开采或者按照顺序86精选PPT86精选PPT (b)上.下煤层或厚煤层分层错距布置 利用工作面之利用工作面之间间开采影响开采影响产产生的拉伸与生的拉伸与压缩变压缩变形位置不同的特点，控制上、下煤形位置不同的特点，控制上、下煤层层或各分或各分层层工作工作面之面之间间的的错错距，使得下距，使得下层层(或下分或下分层层)工作面开采所工作面开采所产产生的拉伸生的拉伸变变形位于上形位于上层层(或上分或上分层层)工作面的工作面的压缩压缩变变形区，致使两形区，致使两层层开采所开采所产产生的生的变变形相互抵消，达形相互抵消，达到减小到减小变变形目的。形目的。上上.下煤下煤层层工作面的工作面的错错距按下式距按下式计计算；算；87精选PPT (b)上.下煤层或厚煤层分层错距布置87精选PPT88精选PPT88精选PPT89精选PPT89精选PPT(c)平行建筑物平行建筑物长轴长轴开采开采 地下开采后,地表移动变形的主要方向总是指向采空区,即垂直于开采边界。而建筑物的抗变形能力与其平面形状有一定的关系。矩形建筑物长轴方向抗变形的能力较小，短轴方向抗变形的能力较强；而且抗压缩变形的能力比抗拉伸变形和扭曲变形强。因此，在建筑物下可采用平行长轴开采。90精选PPT(c)平行建筑物长轴开采 地下开采后,地 当建筑物位于开采区内时,工作面推进方向应与建筑物长轴方向垂直(图a)；当建筑物位于开采区外时,工作面推进方向应与建筑物长轴方向平行(图b)；应尽量避免工作面与建筑物斜交(图c)。91精选PPT 当建筑物位于开采区内时,工作面推进方向应(d)对对称背向开采称背向开采 背向开采主要针对单一建(构)筑物(如烟囱等),利用均匀沉降不对建筑物造成破坏影响的特点,直接在建筑物正下方布置两个背向开采的工作面.此时 建筑物始终处 于压变形区内,不承 受拉伸变形,也不 产生倾斜.92精选PPT(d)对称背向开采 背向开采主要针对4.3.3.充填法开采技充填法开采技术术 地表的移地表的移动变动变形形值值与开采空与开采空间间成正比，因此减成正比，因此减小煤小煤层层的开采厚度就可以有效地减小地表移的开采厚度就可以有效地减小地表移动变动变形形值值，从而减，从而减轻轻地下开采地下开采对对建筑物的建筑物的损损害程度。害程度。充填法开采就是利用充填材料来充填煤充填法开采就是利用充填材料来充填煤层层开采留开采留下的空下的空间间，从而减小地表沉，从而减小地表沉谄谄和地下开采和地下开采对对建筑建筑物的影响物的影响.充填法开采可分充填法开采可分为为；充填法管理；充填法管理顶顶板、冒落板、冒落空洞充填、空洞充填、离离层层充填等。充填等。93精选PPT4.3.3.充填法开采技术 地表的移动变形(1)充填法开采的充填法开采的优优.缺点缺点优优点点:a)a)适用于各种条件的适用于各种条件的”三下三下”采煤采煤问题问题,且且对对煤煤矿矿通通风风.瓦斯瓦斯.防防灭灭火火.顶顶板与冲板与冲击击危害有防治作用危害有防治作用;b)b)可最大限度回收可最大限度回收”三下三下”压压煤煤资资源源;c)c)地表移地表移动动与与变变形相形相对较对较小小,有利于有利于对对建筑物建筑物.环环境境的保的保护护。缺点缺点:a)a)改改变变采煤工采煤工艺艺.影响生影响生产进产进度度;b)b)生生产产成本增加。成本增加。94精选PPT(1)充填法开采的优.缺点优点:94精选PPT(2)充填方法充填方法 a)充填法管理顶板 在采空区顶板未垮落之前,采用水力.水力.机械或自溜充填的方式进行干式充填.水砂充填.胶结充填和膏体充填.1901年在扎赉诺尔矿区.1912年抚顺矿区采用水力充填开采特厚煤层.20世纪50年代,抚顺.阜新.新汶和辽源等矿区应用走向长壁充填采煤法,成功地解决了”三下”采煤问题.95精选PPT(2)充填方法 a)充填法管理顶板95精选PPT(b)冒落区充填法冒落区充填法 与传统的充填法管理顶板不同的是，采空区不需要保留支护，任其自由垮落。当堆积在采空区内的垮落岩块尚未被上覆岩体压实之前，利用专门的管路系统输入可胶结或不胶结材料，将垮落岩块之间的空隙填满。96精选PPT(b)冒落区充填法 与传统的充填法管理顶 冒落区充填法是德国DMT近年来开发的枝术，其要点是将膏状浆液充填到工作面后方冒落松散的矸石空隙中，与矸石胶结形成的类似于混凝土的支撑体。充填材料由粉煤灰、破碎矸石、煤泥等骨料以及高分子添加剂混合而成，充填系统与工作面输送机相连，随工作面推进而前移。97精选PPT 冒落区充填法是德国DMT近年来开发的枝术c)覆岩离覆岩离层带层带注注浆浆充填充填 采采动动覆岩在移覆岩在移动过动过程中程中,由于岩性的差异及由于岩性的差异及竖竖向移向移动动不不协调协调,在在软软硬岩硬岩层层交界交界处处出出现现离离层层.通通过过地面地面钻钻孔用高中孔用高中压压注注浆泵浆泵向离向离层层空隙空隙带带中注入中注入粉煤灰等充填材料粉煤灰等充填材料,支撑上覆岩支撑上覆岩层层,抑制地表的下沉量抑制地表的下沉量.下下沉速度和范沉速度和范围围.覆岩离覆岩离层带层带注注浆浆减减缓缓地表沉降机理地表沉降机理:注注浆浆的充填作用的充填作用;注注浆浆的支承作用的支承作用;注注浆浆的胶的胶结结作用作用;注注浆浆的膨的膨胀胀作用。作用。98精选PPTc)覆岩离层带注浆充填 采动覆岩在移5.建筑物的地上保建筑物的地上保护护措施措施 村庄、城镇建筑物的地上保护措施一般分为采前加固，采后维修和抗变形建筑结构措施。加固措施主要针对采前巳经存在的建筑物，抗变形建筑物结构主要针对在采动区新建的建筑物。5.1.建筑物的加固措施 受采动影响,建筑物的加固措施主要有：变形缝、钢拉杆、钢筋混凝土圈梁、基础联系梁、钢筋混凝土锚固板、堵砌门窗洞等。99精选PPT5.建筑物的地上保护措施 村庄、5.1.1.设设置置变变形形缝缝 设设置置变变形形缝缝是一是一项项有效而又有效而又经济经济的建筑物保的建筑物保护护措施，在我措施，在我国国矿矿区采用广泛。区采用广泛。其方法：将建筑物自屋其方法：将建筑物自屋顶顶至基至基础础分成若干个彼此互不相分成若干个彼此互不相连连，长长度度较较小、小、刚刚度度较较大、自成体系的独立大、自成体系的独立单单元体。元体。其目的就是减其目的就是减小地基反力分布的不小地基反力分布的不 均匀均匀对对建建 筑物的影响，提高建筑物的影响，提高建 筑物适筑物适应应地表地表变变形能力，避免地表水形能力，避免地表水 平拉伸和平拉伸和压缩压缩迭加迭加 ，减减缓缓曲率曲率变变形的影响程度。形的影响程度。100精选PPT5.1.1.设置变形缝 (a).变变形形缝缝的的设设置位置置位置n n长度过大的建筑场物,可每隔20m设置变形缝n n平面形状复杂的建筑物的转折部位;n n建筑物的高度差异或荷载差异处;n n建筑结构(包括基础)类型不同处;n n地基承载强度有明显差异处;n n分期建造的房屋交界处.101精选PPT(a).变形缝的设置位置长度过大的建筑场物,可每隔20m设置(b)变变形形缝宽缝宽度的确定度的确定n n 对位于地表拉伸一正曲率变形区的建筑物,变形缝的宽度应按构造设置;n n 对于地表压缩一负曲率变形区的建筑物,变形缝的宽度其墙壁和基础部位是不相同的,基础变形缝的宽度决定于地表压缩变形值和相邻两建筑单体的长度,而墙壁变形缝除了考虑上述两个因素外,还决定于地表负曲率变形值和建筑物单体的高度.102精选PPT(b)变形缝宽度的确定 对位于地表拉伸一正曲率103精选PPT103精选PPT104精选PPT104精选PPT(c)变变形形缝缝的的设设置要求置要求 设置变形缝时，必须将基础、地面、墙壁、楼板、屋面全部切开，形成一条通缝，以达到在地表变形影响下，变形缝两侧的单体能够各自独立进行变形移动而互不影响的目的。在变形缝施工时，必须严防砖石、砂浆、瓦片、木块等杂物落入缝内，以防止变形缝发生“挤死”现象，失去变形缝的功能，这点对于压缩变形区的建筑物变形缝尤为重要。105精选PPT(c)变形缝的设置要求 设置变形缝时，必须将基础、5.1.2.钢钢拉杆加固拉杆加固 钢钢拉杆通常拉杆通常设设在楼板和檐口水平在楼板和檐口水平,用以承受地表正曲率用以承受地表正曲率变变形所形所产产生的拉生的拉应应力力.用用钢钢拉杆加固有施工拉杆加固有施工简简便及便及钢钢材易于回收材易于回收等等优优点点 纵墙纵墙与横与横墙墙的的钢钢拉杆均和拉杆均和设设在在墙墙角角处处的角的角钢垫钢垫板相板相连连接接,角角钢垫钢垫板板长长度度 一般一般为为80cm.80cm.钢钢拉杆拉杆较长时较长时,为为防止出防止出现驰现驰 垂垂.每隔每隔3-5m3-5m埋埋 设设一个一个钩钉钩钉.106精选PPT5.1.2.钢拉杆加固 5.1.3钢钢筋混凝土圈梁加固筋混凝土圈梁加固 为了增强建筑物基础抵抗地表水平和垂直变形能力,采用钢筋混凝土圈梁加固基础.对于重要的或较高的建筑物,还应在楼板或檐口水平设置墙壁圈梁。107精选PPT5.1.3钢筋混凝土圈梁加固 为了增强5.1.4.挖挖补偿补偿沟沟 建筑物位于地表压缩变形区时,在建筑物基础周围挖一定深度的槽沟,用以吸收地表压缩变形,减小变形传递给建筑物基础侧压力,达到保护建筑物的目的。108精选PPT5.1.4.挖补偿沟 建筑物位于地表压缩n n补偿沟内充填炉渣等松散材料,上面盖混凝土预制板,预制板上面回填土并捣实；n n沟底面要比建筑物基础底面深200-300mm,沟底宽为500-700mm；n n沟边缘到建筑物基础外边缘相距1.5-3.0m；n n补偿沟内充填物的松散程度应定期进行检查,如发现被压实时,应及时松动或更换充填物,以保证补偿沟的作用。109精选PPT补偿沟内充填炉渣等松散材料,上面盖混凝土预制板,预制板上面回5.2抗抗变变形房屋建筑措施形房屋建筑措施(就地重建就地重建)矿区建筑物加固是对采前巳有建筑物在受到采动影响时的措施.但随着老矿区进行挖潜,新矿区大量兴建,许多建筑物需要在采动区内兴建.尤其随着开采范围不断扩大,村庄损害赔偿和村庄搬迁费用巳成为制约煤矿可持续发展的重要因素.110精选PPT5.2抗变形房屋建筑措施(就地重建)为此,就地重建抗变形结构房,是目前解决村庄下采煤的最佳方案。从1978年湖南资江煤矿建造抗变形俱乐部以来,我国在阳泉.霍州.平顶山.澄合.大同.铁法.兖州.徐州和峰峰等十多个局矿建了各类抗变形建筑物。其中有农村平房、窑洞、楼房等，这些抗变形建筑物大都经受了大于4级地表变形考验。111精选PPT 为此,就地重建抗变形结构房,是目前解决村5.2.1建造抗建造抗变变形形结结构房的构房的优优点点 (1)解决了村址难选的问题,避免搬迁带来的一系列社会问题；(2)房屋抗变形能力成倍增加,可以解决2次搬迁问题；(3)节省了征地搬迁费用,总体经济效益合理；(4)统一规划,整齐美观。112精选PPT5.2.1建造抗变形结构房的优点 (1)解决了5.2.2 抗抗变变形房屋建筑保形房屋建筑保护护措施措施 抗抗变变形房屋的建筑形房屋的建筑结结构保构保护护措施分措施分为刚为刚性保性保护护措施和柔性保措施和柔性保护护措施。措施。(1)(1)抗抗变变形房屋形房屋刚刚性保性保护护措施措施 就是提高建筑物整体或局部就是提高建筑物整体或局部结结构的构的强强度和度和刚刚度度,以抵抗地表以抵抗地表变变形影响和承受采形影响和承受采动时动时所所产产生的附加内生的附加内力的力的结结构措施。构措施。刚刚性保性保护护措施从根本上不能消除和减措施从根本上不能消除和减缓缓地表地表变变形形,是一种被是一种被动动保保护护措施。措施。具体措施如下：113精选PPT5.2.2 抗变形房屋建筑保护措施 抗1)构造柱构造柱 在地表曲率在地表曲率变变形形较较大大时时,为为提高提高墙墙壁的抗剪壁的抗剪强强度度,增加增加建筑物的整体建筑物的整体刚刚度度,可在可在墙墙内内设设置置钢钢筋混凝土构造柱筋混凝土构造柱.构造柱一般构造柱一般应设应设置在建筑物各置在建筑物各单单体体墙墙壁的壁的转转角角处处,以以及承受及承受较较大附加剪力的大附加剪力的墙墙壁位置壁位置.构造柱上端和下端构造柱上端和下端应应分分别锚别锚固在固在钢钢筋混凝土楼盖筋混凝土楼盖(檐檐口口)圈梁和基圈梁和基础础圈梁内圈梁内.114精选PPT1)构造柱 在地表曲率变形较大时2)圈梁圈梁 在采在采动动区新建的建筑物区新建的建筑物,必必须须采用圈梁提高建筑物抵抗地采用圈梁提高建筑物抵抗地表表变变形的能力形的能力,加加强强建筑物的建筑物的刚刚度和整体性度和整体性.分分墙墙壁圈梁和基壁圈梁和基础础圈梁圈梁.墙壁圈梁:新建建筑物的新建建筑物的 圈梁圈梁 设设于于墙墙壁内壁内.在檐口在檐口 处处或或墙墙身部身部 圈梁圈梁应应 采用采用现浇钢现浇钢筋混凝土筋混凝土 圈梁圈梁.开窗上方必开窗上方必须须 加加设设横梁横梁.115精选PPT2)圈梁 在采动区新建的建筑物,必须采用铁铁路下采煤技路下采煤技术术116精选PPT铁路下采煤技术116精选PPT1.铁路保护煤柱留设 某某矿矿区有国家一区有国家一级铁级铁路路线线通通过过.路下煤路下煤层层埋深埋深为为120-310m,120-310m,煤厚煤厚=2.0m,=2.0m,倾倾角角1515度度.煤系岩煤系岩层为层为中硬中硬.松散松散层层厚度厚度为为20m.20m.设计铁设计铁路保路保护护煤柱煤柱.具体步具体步骤骤如下如下:(1)(1)受受护护面面积积的确定的确定.在平面在平面图图上按笫上按笫5959条条规规定定,在路在路部分以路堤坡脚外部分以路堤坡脚外1m1m为为受受护边护边界界.围护带宽围护带宽度度为为20m,20m,则则得得a a1 1b b1 1c c1 1d d1 1e e1 1f f1 1f f1 1ee1 1dd1 1cc1 1bb1 1aa1 1为为受受护护面面积积.(2)(2)移移动动角角选选定定:117精选PPT1.铁路保护煤柱留设117精选PPT118精选PPT118精选PPTn n(3)根据线路特征,作6个横向竖直剖面:A-A.n nB-B.C-C.D-D.E-E.F-F.n n(4)在平面图上,根据煤层底板等高线求出各剖面上受护面积边界点煤层埋深(表9-4)119精选PPT(3)根据线路特征,作6个横向竖直剖面:A-A.119精 (5)在平面图上量出各剖面处受护边界与煤层走向的夹角,(表9-4),根据笫20条规定,计算各剖面上的斜交剖面移动角、值(9-4)120精选PPT (5)在平面图上量出各剖面处受护边界与煤层 (6)作A-A横向部竖直剖面图,由受护边界点a1、a1以=45作直线到基岩面,然后从该两交点分别了以