采煤沉陷區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及其對(duì)上方高鐵線路的影響分析.pdf

1、我國(guó)是煤炭資源儲(chǔ)量和消耗大國(guó)，煤炭資源的開(kāi)采產(chǎn)生許多的采空區(qū)，部分地區(qū)的高速鐵路建設(shè)不可避免的要穿過(guò)采空區(qū)，采空區(qū)地表穩(wěn)定性關(guān)系著鐵路建設(shè)及運(yùn)營(yíng)的安全。本文依托貴南高鐵（南寧市區(qū)段）過(guò)二塘煤礦采空區(qū)選線工程，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等方法，結(jié)合該地區(qū)的軟巖地層特性，開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論:
　　(1)通過(guò)采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、綜合物探、鉆探、地震映像法、高密度電阻率法對(duì)采空區(qū)實(shí)施勘察，確定了高鐵所穿越的

2、煤礦采空區(qū)的分布、采深、范圍、邊界及充填情況。大盤井采空區(qū)對(duì)選定高鐵線路影響最大，采空部位的塌陷、彎曲變形已基本完成，采空區(qū)多已被坍塌泥巖或含水淤泥充填，充填物堆積時(shí)間長(zhǎng)，充填物有較高密實(shí)度;
　　(2)分析了采空區(qū)地表移動(dòng)變形和破壞形式，主要是裂縫及臺(tái)階、塌陷坑和移動(dòng)盆地。分析了采空區(qū)上覆巖層的“活化”機(jī)理及對(duì)地表線路的影響。對(duì)開(kāi)采沉陷的預(yù)計(jì)理論進(jìn)行論述總結(jié)，重點(diǎn)研究概率積分法的原理及對(duì)地表預(yù)計(jì)計(jì)算公式;
　　(3)運(yùn)用概

3、率積分法構(gòu)建了開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)計(jì)算模型，計(jì)算煤層開(kāi)采造成的采空區(qū)上方地表移動(dòng)和變形。經(jīng)計(jì)算，大盤井采空區(qū)開(kāi)采引起的地表最大沉降值1310mm,最大的水平移動(dòng)值320mm。高鐵線路2受采空區(qū)影響區(qū)長(zhǎng)度1200m，高鐵線路3受采空區(qū)影響長(zhǎng)度700m;二塘煤礦大盤井采區(qū)地表移動(dòng)延續(xù)時(shí)間約為500天，該采區(qū)終采時(shí)間已達(dá)35年之久，大盤井采煤沉陷區(qū)已處于總體穩(wěn)定狀態(tài)，但仍有緩慢的殘余沉降，計(jì)算開(kāi)采移動(dòng)期后地表殘余變形已有140mm，剩余25mm在未來(lái)

4、15年內(nèi)完成。計(jì)算的得殘余沉降年沉降率為-2mm/年，和PS-InSAR技術(shù)監(jiān)測(cè)的地面年沉降率-4～4mm/年基本一致，可以判定采空區(qū)沉降基本完成;
　　(4)借助有限元軟件MIDAS/GTS建立大盤井采空區(qū)三維地質(zhì)模型，分析開(kāi)采沉陷采空區(qū)覆巖及地表的移動(dòng)變形，最大沉降值為1275mm，水平位移最大值330mm，數(shù)值模擬和概率積分法計(jì)算的結(jié)果基本一致。同時(shí)，借助MIDAS/GTS建立三維模型模擬高鐵動(dòng)荷載對(duì)采空區(qū)的影響，模擬得到采