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采空区的岩土工程问题及治理措施

作　者: 张建
导　师: 张远芳；李传镔
学　校: 新疆农业大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 采空区影响因素地面变形优势指标稳定分析处理措施
分类号: U419
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以乌鲁木齐市外环路东北段(南湖东路—北京南路)道路拟建工程穿越的六道湾煤矿采空区为背景,研究该采空区的稳定性和空区引起的地面变形及其影响因素,确定该采空区对拟建工程的影响并提出治理措施。通过分析,对采空区稳定性及采空区引起的地面变形具有较大影响的因素有:地层岩土体结构、地质构造、地震作用、构造应力、岩土体力学性质、开采方式和顶板管理方法、开采厚度与宽度、采空区埋藏深度等。对地面变形的类型、特征、时空性和连续性进行分析得出该采空区主要有沉降、地面塌陷、地裂等变形类型;采空区的地面最大沉降发生在空体上方,采空区两侧的地面变形不对称,两侧变形差异很大;采空区地面变形连续且具有时空性。通过地面变形优势指标:埋藏优势指标DR=1、时间优势指标TR=1、采空区处理方式优势指标PR=0.9、扰动岩土体物理力学优势指标MR=0.5-0.95,表明采空区地面变形受空区埋藏深度、开采时间及处理方式的控制较为明显。将采空区各区域的顶、底板岩体建立力学模型,得出岩体条块两侧的侧向力之间的关系式及滑动安全系数的关系式,计算结果显示1、2区岩体条块多数为倾倒模式,在现有条件下3区岩体滑动安全系数fs=0.27<1,采空区顶、底板岩体不稳定。以稳定边界和变形边界影响范围分析采空区对拟建工程的影响,结果显示K1+360m—K2+290m地段拟建道路均受到采空区地面变形的影响,面积约1.01km~2。结合采空区场地状况及条件,选择充填处理法对拟建工程穿越的采空区进行治理。对已形成的小型塌陷坑充填,充填要密实;对地下充填不实和地下埋深大于30m的空体进行钻孔注浆充填处理。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-15
  1.1 问题的提出及研究意义  7-8
  1.2 采空区问题研究现状  8-10
  1.3 采空区引起的地面变形及其稳定性的研究方法  10-13
  1.4 采空区治理措施现状  13-14
  1.5 研究内容与思路  14-15
第2章研究区域的工程地质概况  15-22
  2.1 工程概况  15
  2.2 工程地理环境  15-17
  2.3 地质构造  17-18
  2.4 研究区的地层岩性  18-19
  2.5 研究区域的水文地质情况  19
  2.6 岩土体工程地质特性  19-20
  2.7 研究区矿产开发利用情况  20-21
  2.8 矿区采空区分布与采空情况  21-22
第3章采空区引起的地面变形及其影响因素分析  22-38
  3.1 影响因素分析  22-29
  3.2 采空区引起的地面变形分析  29-38
第4章采空区顶板稳定分析  38-51
  4.1 顶、底板稳定分析  38-44
  4.2 顶板岩体稳定计算及分析  44-49
  4.3 小结  49-51
第5章矿区采空区对拟建工程的影响  51-59
  5.1 采空区地面塌陷的影响  51-53
  5.2 采空区顶、底板变形的影响  53-56
  5.3 预留煤柱的影响  56
  5.4 拟建工程用地适宜性  56-59
第6章采空区治理措施  59-62
  6.1 煤层采空区分布情况  59
  6.2 采空区处理方法  59-60
  6.3 注浆充填  60-62
第7章结论  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
作者简历  67

采空区的岩土工程问题及治理措施

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