开采损害学作业

1、开采损害学作业采矿1005班301小组小组成员：曹鑫 刘少洲 周扬 袁东 董晓航主讲：曹鑫主题：建筑物下的开采与防护 前言：。为了最大限度地开采矿产资源，提高矿山的经济效益，保证企业的可持续发展，应加强对采动损害的观测，加强“三下”（ 水体下、建筑物下、铁路）矿层开采的研究工作。在建筑物下和铁路下采矿时，要保证建筑物和铁路不受开采影响而破坏；在水体下采矿和承压水体上采矿时，要防止矿井发生突水事故；在水库、蓄水池和河流等地面水体下采煤时，除要防止矿井发生突水事故外，还要保证它们不受开采的影响而破坏。因此“三下开采”矿层一般不能采用常规开采方法，故将其列入特殊开采。建筑物下的开采发展 我国建筑物下

2、的试验开采工作20世纪60年代开始的。到20世纪80年代，建筑物下开采技术与方法以成功的在全国各矿区应用。国外概况 国外进行建筑物下开采的国家很多，其中波兰的建筑物下的开采技术在世界处于领先地位。特点是：开采规模大，可靠性高，经济效益显著，拥有完善的采矿方法及赔偿制度。技术与方法 1 开采方法：充填开采法； 部分开采法； 协调开采法； 2 建筑物加固法； 3 岩层离层充填减沉法；一 开采对建筑物的影响 (1) 下沉 一般情况下，当建筑物所处的地表出现均匀下沉时，只要建筑物能承受回采过程中地表暂时的拉伸变形和压缩变形的作用，建筑物不会产生较大的附加应力，因而对地表均匀下沉区的建筑物不会造成损害。

3、但若地表均匀下沉值较大，将会造成坑洼积水，特别是当下沉后的地表标高低于地下潜水位时，建筑物会长期泡在水中，不仅影响建筑物的正常使用，而且影响建筑物本身的强度，甚至会造成建筑物损坏或废弃。(2) 倾斜 地表倾斜会使建筑物产生倾斜、重心偏移。特别对于一些底面积小的建筑物（如水塔、烟囱、高压输电线铁塔等），倾斜对其影响更为明显。如果倾斜使建筑物重心的投影转移到其基础底面以外，可能会造成建筑物倒塌。(3) 水平变形 水平变形对建筑物的影响很大，尤其是拉伸变形的影响。水平变形通过建筑物基础的底面和侧面，使基础受到土壤的摩擦力、粘结力和被动土压力的作用，在建筑上产生附加的水平拉伸或压缩应力。建筑物越长，受

4、到的附加水平应力越大。由于建筑物一般由脆性材料建成，抵抗拉伸变形的能力远比抵抗压缩变形的能力低，所以较小的地表拉伸变形就能使建筑物薄弱部分如门窗附近产生裂缝，一般地表拉伸水平变形大于1mm/m时砖石承重的建筑物墙身上就会出现小的裂缝。虽然建筑物抵抗压缩变形的能力较大，但当压缩变形较大时，建筑物破坏也比较严重，会使门窗洞口挤成菱形，并产生水平裂缝，同时纵墙或围墙产生褶曲线、屋顶出现臌包（见图3.1）。(4) 曲率变形 地表曲率变形有正（凸）曲率变形和负（凹）曲率变形两种。在正曲率变形的影响下，建筑物基础的两端处于“悬空”状态，建筑物成为中部有支点的双悬臂梁（见图3.1（a）。在负曲率变形的影响下

5、，建筑物基础成为两端支点的简支梁（见图3.1（b）。当曲率引起的附加应力超过其结构的承载能力时，建筑物会受到破坏，正曲率变形产生倒八字形裂缝，负曲率变形产生正八字形裂缝。曲率变形对底面积小的建筑物一般影响小，对长度大的建筑物影响较大。(5) 扭曲 由于两个横墙部位的地表倾斜值不同，导致地表沿建筑物纵轴中心线产生扭曲变形，从而使建筑物出现扭曲变形。 开采使建筑物遭受破坏往往是两种或两种以上的地表变形共同作用的结果，但在所有影响中主要是曲率和水平变形的影响。一般来说，地表拉伸变形与正曲率、地表压缩变形与负曲率同时出现。二 防治保护建筑物的开采措施 减沉开采方法：a 充填开采法； b 部分开采法；

6、协调开采法； a 充填开采法：采用全部垮落法管理顶板法，地表下沉值可达到60-90，水沙充填管理顶板时，地表的最大下沉值为采厚的8-15.b 部分开采法 分为：垮落部分开采和充填部分开采两种形式。 适用条件：建筑物密集； 地面排水困难； 矿层埋藏深在400500米； 矿层层数少，厚度比较稳定， 断层少； 邻近采区煤柱完整。 协调开采法 a 多工作面协调开采：布置多个工作面同时开采，使得保护建筑物位于开采形成的静态下沉盆地底部部分，同时考虑开采过程中地表移动变形的动态影响。 b 对称开采法：不同类型的建筑物对各种变形的敏感程度不同，采用合理的协调开采方法对于保护建筑物至关重要。采用此法开采减小地

7、表变形。二 建筑物的抗变形防护措施 1 设置缓冲变形沟； 2 设置变形缝； 3 设置钢拉杆； 4 设置钢筋混凝土圈梁； 5 设置基础连系梁； 6 设置钢筋混凝土锚固板； 7 堵砌门窗洞变形缝 变形缝。将建筑物自屋顶至基础切割成彼此不相连的独立单元体，使地表变形分散到各单元体上。这样，各单元体上受到的变形比整体上受到的变形小，从而减轻变形的有害影响。 钢筋混凝土圈梁 钢筋混凝土圈梁或钢拉杆加固。作用是加固房屋和切割后的单元体，以便提高建筑物的整体性和刚度，增加建筑物的抗拉破坏能力。钢筋混凝土圈梁一般用在基础平面、地下室楼板、上部楼板、檐口水平面的外墙。钢拉杆一般只适用于建筑物的上部加固。变形缓冲

8、沟 变形缓冲沟。变形缓冲沟是在建筑物的外侧从地表挖掘一定深度的沟槽，作用是吸收地表压缩变形。在房屋四周挖掘变形补偿沟能减少地表土壤对房屋基础埋入部分和地下室的压力，也可用来减轻水平变形对基础底面的影响 1 设置变形缓冲沟2 变形缝3 设置钢拉杆4 设置钢筋混凝土圈梁5 设置基础连系梁6 设置钢筋混凝土锚固板7 堵砌门窗洞三 抗釆动建筑物的设计技术 1 合理确定建筑物的位置：位于地表移动盆地内的建筑物，其长轴方向宜与工作面的推进方向垂直，位于地表移动边缘的建筑物，其长轴方向宜与开采边界平行，尽量避免建筑物的长轴与工作面斜交。 2 釆动区建筑物地基处理技术：充分估计出地表沉陷引起的建筑物地基标高和水文地质条件的变化，采用合理的软地基处理技术以抵抗损害。处理方法 3 设置变形缝：。将建筑物自屋顶至基础切割成彼此不相连的独立单元体，使地表变形分散到各单元体上。这样，各单元体上受到的变形比整体上受到的变形小，从而减轻变形的有害影响。 4 一般基础设计技术：基础圈梁等。 5 设置水平滑动层：在砖石基础顶部用1:3水泥砂浆抹平压光，然后铺上两层油毛毡，加强滑移层的效果。处