第10期山西焦煤科技No.102023年10月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyOct.2023·试验研究·收稿日期:2023-07-08作者简介:赵虎(1986—),男,山西河曲人,2015年毕业于太原理工大学,助理工程师,主要从事煤矿采掘技术管理工作(E-mail)531115271@qq.com建筑荷载位置对老采空区地表移动变形的影响赵虎(晋能控股集团忻州公司王家岭煤矿,山西忻州036600)摘要老采空区地表新建建筑物时可能造成地表下沉,威胁建筑物稳定性。针对此问题,通过数值模拟研究了建筑荷载位置对老采空区地表下沉的影响。结果表明:老采空区覆岩稳定后达到充分采动,地表最大下沉位置位于模型中心处,最大下沉值约为1310mm,地表最大水平移动值约为200mm;不同建筑物高度下,地表最大下沉和最大水平移动值均位于侧向裂隙区。当建筑物高度、作用范围一定时,地表移动变形量取决于覆岩内部不稳定结构数量及分布形态。关键词建筑荷载位置;老采空区;地表移动变形中图分类号:TD325.2文献标识码:B文章编号:1672-0652(2023)10-0004-03煤炭资源的开发利用对生态环境造成了严重的影响[1-3],形成了大量的采煤沉陷区。随着社会发展步伐的加快,对采煤沉陷区的建设利用越来越引起重视。采煤沉陷区新建建筑物时,可能会引起地表二次变形,进而威胁建筑物稳定性。采煤工作面封闭后,随着时间的推移,不稳定区域依然存在;与此同时,采空区覆岩在采动应力作用下有可能发生破坏失稳[4-8].当封闭后的老采空区地表新建建筑物时,在建筑荷载作用下,原本处于相对稳定状态的采空区覆岩有可能重新出现活化运动,地表移动变形往往表现为突发性和不均匀性,对建筑物的稳定性产生不可忽略的影响。以山东某采区为工程背景,通过数值模拟研究建筑荷载位置对浅埋长壁老采空区地表移动变形的影响,揭示建筑荷载对浅埋长壁老采空区地表移动变形的影响机理。1工程背景研究区域位于山东某矿某采区,该区域地表拟新建数幢高层住宅楼和部分低层建筑物。该采区煤层厚度1.6~2.4m,埋深平均144m.研究区域内存在3个老采空区,倾向宽度分别为93m、113m、100m.采区平面图见图1.图1采区平面图2数值模拟方案根据研究区域实际地质条件,适当简化并建立UDEC数值模型,见图2.模型共布置3个工作面,倾向长度均为100m,采高为2m,相邻工作面间留设15m煤柱,煤层埋深为144m.考虑边界效应的影响,模型左右边界各留200m,模型尺寸为730m×180m.根据研究区域钻孔柱状对各岩层赋予不同参数来模拟实际地层,开挖3个工作面后,布置测点监测初始覆岩应力分布和移动变形特征;最...
