采空区地基稳定性评价报告

一、项目概述Xx集团计划在xx煤矿工业广场区建设一座50万吨/年的甲醇厂。拟建厂址将利用xx煤矿工业广场的优势，设置煤柱，不进行开采。新建甲醇厂的重要建(构)筑物尽可能布置在工业广场设置的煤柱上(xx煤矿工业广场平面图见图1-1)，其他建(构)筑物布置在工业广场周围的采空区。拟建场地东西长约1200米，南北宽760米，占地900多亩。西有邹唐高速公路，北有xx煤矿铁路专用线。交通十分便利，基础设施完备，地形相对平坦开阔。拟建项目的建(构)筑物总平面布置如图1-2所示。主要建筑物和构筑物的名称和要素见表1-1。大型重要设备尺寸见表1-2。负荷最大的设备是甲醇合成塔、甲醇洗涤塔、气化炉、澄清罐等。最高的建筑和结构是煤筒仓(高度43.5米)和气化框架(高度39米)。大多数设备基础采用桩基和钢筋混凝土结构。大型压缩机、泵等精密设备和超长轴设备基本上是组合平台和基础，不允许局部沉降。大多数设备对下沉很敏感，特别是大型压缩机有非常精确的轴位移和轴振动检测和报警设备，一般要求位移和振幅小于0.5毫米表1-2大型重要设备尺寸序列号设备名称量设备的总体尺寸长度、宽度和高度(mm)重量(单位)(吨)评论1煤浆进料泵3550046003000262循环气体压缩机154003400360019.53煤浆磨21250036004000254气化炉329001400028045碳洗涤器324001800073.56甲醇洗涤器1310052000320操作重量7H2S洗涤器1320048000858热再生塔1320026000509甲醇转化器24094H=11859375操作重量10预精馏塔28003800011加压精馏塔122004700012常压蒸馏塔132005300013空气压缩机1240001200015014低温试验箱420072000上塔：120，下塔：24015殖民者1900056001645注：上述设备的所有基础均为桩基，均为钢筋混凝土基础。22表1-1主要建筑结构一览表序列号建筑物和构筑物名字平面尺寸WxL(m)建筑面积(m2)房屋面积(m2)层数，建筑高度(m)结构形式注意1空气压缩机厂2496460810000218钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。2磨煤机342416321700222钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。3气化框架3410.524993600739钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。4灰水处理设备框架12188643200422钢架占地面积包括室外设备。5过滤器厂房1812432216212钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。6改变3200占地面积包括室外设备。7热回收1224864288310.8钢架占地面积包括室外设备。8脱硫脱碳设备框架3982012、310钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。9硫磺回收设备框架101026010038钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。10硫磺回收切片机30201200600212钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。11甲醇合成厂5419.452100.61050.3218钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。12甲醇合成设备框架121.6121.6钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。13甲醇精馏泵房937.5337.5337.515钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。14甲醇精馏设备框架937.5337.5337.51钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。15冷冻站183211521600218钢筋混凝土排架占地面积包括室外设备。16产品罐区1506090009000钢筋混凝土占地面积包括室外设备。17产品罐区泵房和操作间632192192钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。22150米烟囱( 3.m)钢筋混凝土占地面积包括室外设备。23脱盐站64501212320019.5钢筋混凝土构架占地面积包括室外设备。24煤炭运输系统：(1)卸煤间93667035028.3钢筋混凝土构架煤筒仓157835101170443.5钢筋混凝土构架破碎的建筑1010300100315钢筋混凝土构架转运站69108542钢筋混凝土构架6.59.51246228钢筋混凝土构架667236230钢筋混凝土构架输煤栈桥4.8703363361钢筋混凝土构架4.8121.55845841钢筋混凝土构架4.856.5271.2271.21钢筋混凝土构架4.8120965761钢筋混凝土构架25加压站：加压泵房20816016016砖混凝土半地下型26循环水箱8000m3221x20.3x2.64500钢筋混凝土27供水站3800 m342x2084016钢筋混凝土28泡沫泵房81612812815砖混凝土29喷淋循环水：水池5500 m32016320钢筋混凝土30(1)污水站初始雨水池600m315x10150钢筋混凝土(2)污水处理站处理池3000m333x2066016钢筋混凝土31气化变电站9x36324完全改变14.5钢筋混凝土构架32甲醇变电站8x1612812814.5钢筋混凝土构架33锅炉变电站锅炉房内14.2钢筋混凝土构架34循环水变电站9x3027027014.5钢筋混凝土构架35主变电站12x50120060029钢筋混凝土构架36大修车间30x1545045017.5钢筋混凝土构架37电器维修大楼24x402880960310.4砖混凝土38综合仓库15482160720318钢筋混凝土构架39硫磺和化学品仓库91816216216钢筋混凝土排架40工厂综合办公楼15322400480512砖混凝土总数50851.959301.35二、地质开采条件Xx煤矿是xx矿区最早开发的矿井。它位于xx市南部的xx镇和xx镇。井口位于xx市以北约11公里处。Xx煤矿于1960年开始建设，设计生产能力为30万吨/年。1978年扩大到45万吨/年。1990年后，该矿进入老化期。1991年底，该矿取消了设计生产能力。之后，一些煤柱被回收。到2002年，恢复工作已经完成，矿坑已经关闭。1.地层西洲煤田位于鲁西隆起西南缘的西洲向斜上，属于石炭-二叠系含煤地层。井田内地层自上而下分为：第四系，厚15.92 58.50米，由棕色砂质粘土和粘质砾石组成，含3层含水砂或砾石。上侏罗统厚度0 266.59 m，主要由紫红色厚层状中细砂岩组成，泥质胶结，夹薄层砾岩、砂砾岩和泥岩。下部含有绿色石灰岩和粉砂岩夹层。底部是一层不稳定的砾岩。井田内石炭系太原组沉积厚度为151.48米，由浅灰色色粉砂岩、泥岩和灰绿色灰色砂岩薄层组成，其中石灰岩8层，薄煤层15层。它是该区的主要含煤段，可采煤层为上部16、17和18层煤。16号煤层厚度为0.99米，17号煤层厚度为1.01米，16号和17号煤层以采煤层为主，可采18号煤层，上部煤层为局部可采煤层。石炭系本溪组，一般厚49.67米，由浅海和过渡相沉积组成。奥陶系中下统，厚450 750米。图2-1是唐1井眼柱状图。钻孔位于拟定区域。第四系厚18米，由细砂岩、粘土岩、细砂岩、粗砂岩、粉砂岩和石灰岩组成。下层煤16为139.58米深，17层煤为144.39米深。整个煤层的上覆岩层岩性为中硬型。唐2井眼(图2-2)位于拟建区域的南部。第四系厚度为20.3米，16号煤深109.64米，17号煤深125.54米。2.结构Xx井田位于X州向斜南翼浅部的东端。地层向东、西、北倾斜，呈单斜构造，倾角3 9，平均6。在义山断层和1号断层之间的地堑区该井田断层分为两组：一组是NEE逆断层组；二是南北走向的正断层群。逆断层群主要分布和发育在南部和西部边缘。位于拟建区域南侧的xx断层是该区域唯一的主要断层。它是一条逆断层，向北向东延伸60 75，倾向于北西向，倾角30 45，落差30 50米，延伸长度4000米拟建区域除xx断层外，无其他大型构造，条件简单。3.采矿情况该区仅开采了16个上煤层和17个上煤层，平均厚度为0.99米，构造简单。17号煤层平均厚度1.01米，结构简单；16煤层距17煤层13.25米。图2-3和2-4分别是拟建区域16和17中煤层开采的平面图，其中大部分开采于1968年至1973年。附近地区最早的采矿是1959年，最近的采矿是1990年。顶板管理采用走向长壁开采和完全下沉的方法。拟建区域内的最小开采深度为105米(位于场地南部)，最大开采深度为160米(位于场地北部)。三、开采影响与建(构)筑物损坏的关系图3-1地表移动盆地示意图1.表面运动和变形煤层开采后，采空区的上覆岩层产生冒落带、断层带和弯曲带，在地表形成一个比采空区大得多的下沉盆地，如图3-1所示。描述地表运动盆地运动和变形的指标有沉降、倾斜、弯曲、水平运动和水平变形等。下沉盆地内任意一点的地表移动过程可分为三个阶段：初始阶段、活动阶段和下降阶段。一般规定，衰退期从活跃期结束时开始，至6个月内沉降值不超过30毫米时结束。按规定“稳定移动”后，实际上地表仍有少量残余沉降，并会持续很长一段时间，这与开采深度、覆岩性质、顶板管理方法等有关。在老采空区上方新建建(构)筑物时，应根据开采结束时间估算残余沉降的影响。2.地表移动和变形对建筑物(构筑物)的影响地下采矿引起的地表移动和变形将对位于影响范围内的建筑物(构筑物)产生影响。这种影响通常通过建筑物(结构)的基础从地面传递到建筑物(结构)的上部结构。在不同的地表变形和大小的作用下，对建筑物会产生不同的影响。(1)地面沉降和水平移动对建(构)筑物的影响地表大面积、平缓而均匀的沉降和水平移动一般对建(构)筑物影响很小，不会对建(构)筑物造成损害，因此不作为