CN114482001A - 一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及沉陷区地表构筑物保护技术领域，特别涉及一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法，包括将沉陷盆地划分为延伸方向与工作面推进方向平行的三块沉陷整体；令每个拉张沉陷整体的底部所在界面为变形边界，将每个变形边界沿工作面推进方向延伸，延伸的部分为欲变形边界，其上的岩土体为欲拉张沉陷整体；在欲拉张沉陷整体发生变形前，于其内每个目标区域外缘施工开口端背离中部沉陷整体方向的U型隔断结构，U型隔断结构的底端插入欲拉张沉陷整体下方的岩土体内。本发明能够有效对欲拉张沉陷整体内的构筑物进行防护，并降低了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及沉陷区地表构筑物保护技术领域，特别涉及一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法。
背景技术
我国的矿山地质灾情十分严重，地下开采引起的地面沉陷又是矿区最严重的矿山地质灾害类型之一。众所周知，地面沉陷可直接破坏地表构筑物，如铁路、堤坝、村庄和其它工业与民用建筑。此外，开采沉陷亦常伴生大量的地表拉张裂隙，加剧水土流失进而降低土壤质量，甚至引发矿区生态环境破坏等诸多环境地质问题。平原矿区单个工作面采煤引起的地面沉陷范围往往大于地下实际开采范围，而控制开采沉陷的技术手段往往是采用充填开采或离层注浆开采方法。这些方法不仅技术难度大，成本高，开采效率低等因素而不能被广泛采用。
发明内容
本发明目的是提供一种对采矿沉陷区地表构筑物保护的方法，实现对欲拉张沉陷整体内的构筑物进行防护，并降低了施工成本。。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法，包括以下步骤：
划分区域：将沉陷盆地划分为中部沉陷整体和处于中部沉陷整体两侧的两个拉张沉陷整体，将每个拉张沉陷整体的底部所在界面沿工作面推进方向延伸，延伸的部分上的岩土体为欲拉张沉陷整体；
确定保护范围：统计欲拉张沉陷整体上需要保护构筑物的分布位置和需保护范围，获得需要保护的目标区域；
施工隔断结构：在欲拉张沉陷整体发生变形前，于其内每个目标区域外缘施工开口端背离中部沉陷整体方向的U型隔断结构，U型隔断结构的底端插入欲拉张沉陷整体下方的岩土体内。
进一步，所述U型隔断结构中两侧壁的端部分别与对应欲拉张沉陷整体中背离中部沉陷整体的外缘连接。
进一步，所述U型隔断结构中与工作面推进方向平行的侧壁为倾斜壁，且所述倾斜壁的底端朝向中部沉陷整体方向。
进一步，在每个所述倾斜壁所在地表上堆覆沙垄。
进一步，该方法还包括在所述倾斜壁朝向中部沉陷整体一侧施工由地表向下的隔断槽，且隔断槽下挖至其正下方预变形边界处。
进一步，在施工U型隔断结构之前先开挖隔断槽，施工完U型隔断结构后施工沙垄，且沙垄底部充填满隔断槽，并在隔断槽的顶部堆积成垄。
进一步，该方法还包括在拉张沉陷整体发生沉陷并稳定后，回收U型隔断结构。
本发明具有以下技术效果：
1.通过确定需要保护的目标区域，并针对目标区域施工隔断槽及隔断结构，在起到同样的保护效果下，有效的降低了施工成本，提高了施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些示例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法的实施步骤；
图2为欲拉张沉陷整体示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-2，一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法包括以下步骤：
划分区域：
该步骤具体实施为将沉陷盆地划分为延伸方向与工作面推进方向平行的三块沉陷整体，具体为地下采空区投影所在的中部沉陷整体和处于中部沉陷整体两侧的两个拉张沉陷整体；
令每个拉张沉陷整体的底部所在界面为变形边界，将每个变形边界沿工作面推进方向延伸，延伸的部分为欲变形边界，其上的岩土体为欲拉张沉陷整体。
确定保护范围：
该步骤具体实施为统计欲拉张沉陷整体上需要保护构筑物的分布位置，包括各类大型或固定建筑物，并由此确定需保护范围边界，获得需要保护的目标区域。
施工隔断结构：
该步骤具体实施为在施工U型隔断结构之前先开挖隔断槽，施工完U型隔断结构后施工沙垄，且沙垄底部充填满隔断槽，并在隔断槽的顶部堆积成垄。在欲拉张沉陷整体发生变形前，于其内每个目标区域外缘施工开口端背离中部沉陷整体方向的U型隔断结构， U型隔断结构的底端插入欲拉张沉陷整体下方的岩土体内，并满足欲拉张沉陷整体发生沉陷至稳定后U型隔断结构不变形不位移。
进一步，所述U型隔断结构中两侧壁的端部分别与对应欲拉张沉陷整体中背离中部沉陷整体的外缘连接；所述U型隔断结构中与工作面推进方向平行的侧壁为倾斜壁，且所述倾斜壁的底端朝向中部沉陷整体方向。
进一步，在每个所述倾斜壁所在地表上堆覆沙垄。
进一步，该方法还包括在所述倾斜壁朝向中部沉陷整体一侧施工由地表向下的隔断槽，且隔断槽下挖至其正下方预变形边界处。
在拉张沉陷整体发生沉陷并稳定后，可以回收U型隔断结构，用于后续的施工。
这样通过确定需要保护的目标区域，并针对目标区域施工隔断槽及隔断结构，在起到同样的保护效果下，有效的降低了施工成本，提高了施工效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物的保护方法，包括以下步骤：
划分区域：将沉陷盆地划分为中部沉陷整体和处于中部沉陷整体两侧的两个拉张沉陷整体，将每个拉张沉陷整体的底部所在界面沿工作面推进方向延伸，延伸的部分上的岩土体为欲拉张沉陷整体；
确定保护范围：统计欲拉张沉陷整体上需要保护构筑物的分布位置和需保护范围，获得需要保护的目标区域；
施工隔断结构：在欲拉张沉陷整体发生变形前，于其内每个目标区域外缘施工开口端背离中部沉陷整体方向的U型隔断结构，U型隔断结构的底端插入欲拉张沉陷整体下方的岩土体内。
2.如权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述U型隔断结构中两侧壁的端部分别与对应欲拉张沉陷整体中背离中部沉陷整体的外缘连接。
3.如权利要求1或2所述的保护方法，其特征在于，所述U型隔断结构中与工作面推进方向平行的侧壁为倾斜壁，且所述倾斜壁的底端朝向中部沉陷整体方向。
4.如权利要求3所述的保护方法，其特征在于，在每个所述倾斜壁所在地表上堆覆沙垄。
5.如权利要求1所述的保护方法，其特征在于，该方法还包括在所述倾斜壁朝向中部沉陷整体一侧施工由地表向下的隔断槽，且隔断槽下挖至其正下方预变形边界处。
6.如权利要求1或5所述的保护方法，其特征在于，在施工U型隔断结构之前先开挖所述隔断槽，施工完U型隔断结构后施工沙垄，且沙垄底部充填满隔断槽，并在隔断槽的顶部堆积成垄。
7.如权利要求1所述的保护方法，其特征在于，该方法还包括在拉张沉陷整体发生沉陷并稳定后，回收U型隔断结构。
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| CN113530597A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-22 | 淮北矿业（集团）有限责任公司 | 一种应力阻隔式采矿沉陷区地表构筑物防护方法 |
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