某高速公路下伏煤矿采空区稳定性评价

针对高速公路穿越煤矿采空区问题,在综合地质勘察的基础上,应用概率积分法评价煤矿老采空区、新采空区及准采空区的稳定性及危害性,并提出处治建议。研究结果表明,采空Ⅰ区属不稳定~基本稳定状态,建议进行注浆处理;采空Ⅱ区停采时间较久,近期地表无明显变形,场地整体稳定;采空Ⅲ-3区若继续按计划开采,将严重影响公路建设,建议划定禁采区,并在公路影响范围内停止采矿相关活动。

采空区地表InSAR形变监测与安全稳定性评价

为探明河南省平顶山市某变电站拟建场地的安全稳定性,避免采空区地表沉降或倾斜给变电站造成安全隐患,采用永久散射体(PS)合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究平顶山市2015—2022年间的45景Sentinel-1A数据,精细化分析拟建场地的9个代表位置的时序形变特征,进而建立基于InSAR监测的采空区地表场地安全稳定性评价机制,完成对场地的安全稳定性评价。研究结果表明:基于模糊数据集的模糊PS选点法可克服PS点密度低的弊端,有效增加分析可用数据,提升监测结果的准确性;依据基准点校正拟建区内代表点的时序形变后发现,拟建场地整体形变较小且逐渐呈现趋于稳定的趋势,最大沉降量为13.05 mm,最大沉降速度为5.73 mm/a,最大倾斜为0.070 mm/m。基于安全稳定性评价机制分析可知:采空区地表场地移动变形处于稳定状态,变电站地基基础处于安全状态,采空区地表沉降对拟建变电站的影响程度小,综合3种评价指标进行分析,采空区地表场地安全稳定性等级为高,具备建设变电站的可行性。

地下复杂陡倾采空区稳定性评价的改进AHP-TOPSIS法

为了准确评价地下陡倾采空区的稳定性,提出1种地下复杂陡倾采空区稳定性评价的改进层次分析结合逼近理想解排序(AHP-TOPSIS)法,该方法基于各影响因素之间关联性分析,选取地质因素等3个一级指标与地质构造等14个二级指标建立采空区评价指标体系,采用改进AHP法确定各指标因素权重,通过TOPSIS理论对采空区稳定性等级进行评价,并结合实例将改进AHP-TOPSIS法与其他常用方法的评价结果进行对比分析。研究结果表明:提出的改进AHP-TOPSIS法得到陡倾采空区呈现稳定状态,与现场实际工程相符,改进AHP-TOPSIS法相比于其它方法具有可靠性与优越性。研究结果可为陡倾采空区稳定性的准确评价提供参考。

采空区稳定性评价方法与治理措施研究现状及展望

采空区是矿山开采后形成的地下空洞,评价采空区稳定性及其治理方法对于确保矿山安全和环境保护至关重要。综述了采空区稳定性评价方法和治理措施的研究现状,并对未来的研究方向进行了展望。在采空区稳定性评价方面,研究集中在灰色系统模型、模糊综合评价和数值模拟等方法的应用。治理措施的研究内容涵盖了填充、固结、加固和监测等方面。然而,目前仍存在一些挑战,如评价指标选择、模型精度和治理效果评估等。在更广的研究领域中,应重点关注改善和优化采空区稳定性评价方法,并探索新的治理技术和方法,以提高矿山的安全性和环境可持续性。

某高速公路煤矿采空区稳定性评价及治理设计

依托某高速公路拟建清镇北互通周围煤矿采空区治理工程,采用三维数值模型,对采空区场地和地基稳定性进行模拟、分析评价。采空区范围内分别有D匝道桥、A匝道和C匝道某段场地或地基稳定性不满足规范要求,须进行工程治理。设计采用注浆法进行处治,最大注浆深度约101.2 m。

基于极限平衡法的小窑采空区地基稳定性评价方法研究

在煤矿采空区地表进行城镇建设开发利用已成为国内矿业城市解决建设用地指标不足的有效途径。为了给城镇建设规划提供依据和保证拟建建筑的安全,首先必须对采空区场地进行地基稳定性评价,然后根据评价结果有针对性地采取建筑、结构、地基基础及采空区处理等治理措施。其中,小窑采空区往往因其开采面积小、顶板垮落不充分而成为悬顶区,悬顶区在地表建筑荷载作用下,有可能发生突发性的采空塌陷地质灾害,从而危及地表建筑及人员安全。极限平衡法是小窑采空区地基稳定性评价常用的方法之一,该方法通过建立采空区顶板压力、建筑基底压力、上覆岩层自重及岩体摩阻力四者之间的平衡方程而得到临界埋藏深度。但对于小窑采空区临界埋藏深度计算公式中基底压力p和埋深H参数概念的理解尚存在分歧,从而造成在评价工作中计算结果和评价结论的不唯一。针对该公式存在的问题进行了剖析,建立了与不同概念理解相对应的两种修正计算模型。研究对比分析后,建议采用以适用性更强的第二种修正计算模型为准,并明确了参数p和参数H的基本概念,即参数p的意义为建筑物基底平均压力,参数H的意义为自建筑物基底起算的采空区埋藏深度。在此基础上,又分别针对裸露型基岩场地和覆盖型基岩场地的情况,对第二种修正计算模型的采空区临界埋藏深度计算公式进行了改进和扩展,从而为更好地指导小窑采空区地基稳定性评价工作提供了参考。

基于超高密度电法的某铁路穿越采空区工程稳定性评价研究

为合理评价甘钟铁路某段穿越采空区工程的稳定性,采用宏观识别和详细识别两阶段技术手段进行分析。宏观识别阶段,通过现场测绘、工程地质调查,并收集采空区既有煤矿地质报告后,基本查明采空区大致范围及采煤深度。详细识别阶段,为解决小窑采空区难以高效、精确测定的难题,基于现场地形条件及宏观识别阶段确定的大致范围及埋置深度,首先利用超高密度电法物探技术特有的分辨率高、定位准确、经济、灵活等特点,查明采空区精确分布范围、大小、深度及影响铁路范围。其次针对性地采用地质钻探验证超高密度电法探测结果的准确性,并进一步明确了采空区采动带、采动冒落带及裂隙带特征。基于两阶段技术成果,从地表变形特征、开采深厚比(H/M)和顶板岩土体对场地稳定性影响三方面对采空区稳定性进行了定性评价,结论为两处采空区处于欠稳定状态。定量计算表明,1#采空区地基不稳定,2#采空区地基欠稳定。结合定性与定量评价结果,综合评定2处采空区地基稳定性结果为欠稳定状态。

煤矿采空区建筑地基稳定性评价研究

分析煤矿采空区建筑稳定性时,通常采用主观经验法确定评价指标权重,该方法容易受到主观因素的影响,导致评价结果缺乏可靠性。针对此问题,提出了一种新的煤矿采空区建筑地基稳定性评价方法,归纳影响采空区建筑地基稳定性的各项因素,构建稳定性评价指标体系,采用层次分析法和CRITIC方法获得评价指标的主观和客观权重;并通过博弈论思想结合主客观权重计算每项评价指标的综合权重;应用云模型定义正态高斯云发生器,求出各项指标的隶属度;根据权重和隶属度计算出地基稳定性评价分数,与稳定性等级分级标准相匹配,得出最终评价结果。结果表明,所提评价方法的信度达到了0.93,有效解决了主观经验法带来的不可靠性问题。研究为地基稳定性评价提供了一种较可靠的方法,为煤矿采空区建筑的稳定性评价提供了支持和指导。

基于DBO-BP模型的采空区稳定性评价

采空区稳定性评价指标众多,指标之间关系复杂,评价运算量大。为提高采空区稳定性评价准确度与效率,引入蜣螂优化算法,建立DBO-BP采空区稳定性评价模型。模型以9个指标作为输入层,4个等级作为输出层,随机选取36组数据作为训练样本,4组数据作为测试样本。最终模型训练集准确率与测试集准确率都为100%,以相同数据建立SSA-BP模型和BP模型,并与DBO-BP模型进行对比。结果表明,DBO-BP模型的训练精度和测试精度均优于前两者,启发式算法的发展为解决工程问题提供了新思路。使用DBO-BP模型对湖南瑶岗仙钨矿的采空区稳定性进行预测,得出DBO-BP模型的主队结果和稳定性偏向与实际相符合。研究成果可为类似工程问题提供借鉴。

煤矿采空塌陷区稳定性评价及地质灾害风险评估研究

为进一步探究煤矿采空塌陷区的更多细节特征,从而为治理工作奠定基础,以张双楼大型煤矿采空塌陷区为研究对象,基于层次分析法构建矿山地质环境的因子指标体系,结果显示沉陷区的地表沉陷影响最大的2个因素为开采厚度和顶板岩性,影响相对较小的因素为开采煤层和终采时间,高危险区主要分布在采煤活动频繁的矿区,而中等危险区则位于高风险区域的外围,在地质构造不稳定的区域也可能出现中等危险区,根据评价结果,提出应用“挖深垫浅”的工程模式,并综合应用多种措施,对矿区土地做到更好复垦效果。

急倾斜煤层老采空区地基稳定性评价

为了保障采空区地表土地高效利用,掌握采空区地基稳定性现状对后期城市规划、确保人民生命财产安全意义重大。以唐山市某煤矿下伏急倾斜煤层老采空区为研究对象,在明确老采空区地质条件、煤层开采情况下,综合采用瞬变电磁法、三维高密度电法探测手段,并在重点区域布设钻探工程加以验证;结合本地实际经验及地质调查成果资料,运用概率积分法计算得出研究区地表残余变形,进而掌握研究区地基整体稳定性。结果表明:①研究区内存在多处残留采空空洞,其分布特征与煤层露头分布走向相关性较好;②研究区未来地表沉降变形将以残余变形为主,地表最大残余下沉量为300.68 mm,地基稳定性为欠稳定—基本稳定。鉴于采空区分布及地表残余变形计算结果,综合分析认定研究区地基稳定性较差,为保证土地后续安全利用,需采取高效治理措施。该研究方法可为急倾斜煤层老采空区探测及地基稳定性评价提供技术参考。

采空区稳定性评价方法在实践中的应用

人类开发地下资源形成的地下空间为地下采空区,地下空间周围的岩土体在各种因素下可能向此空间移动,从而导致变形破坏。因规划原因,部分工业场地选址时场地会涉及到采空区,在勘察中,勘察技术人员应合理运用勘察方法,客观准确的对采空区进行稳定性分析,并推测其对工业场地的影响,判定其作为工程场地的适宜性。本文以某采空区为例,基于现有的地址条件和采空区资料,对其展开稳定性评价和计算,并对采空区部分地表变形特征进行计算预测。因未经实测资料充分验证,研究结果仅供参考。

轨道交通勘察对煤矿采空区稳定性评价解析

煤矿采空区稳定性评价是轨道交通勘察的一个重要研究领域。随着城市规模扩大,轨道交通穿越采空区的问题日益凸显。作为一种不良地质作用,采空区稳定性关系到轨道交通的可行性。目前对于采空区稳定性对轨道交通影响的研究相对较少,因此有必要对煤矿采空区稳定性进行研究,并评估其对轨道交通的影响。本文旨在通过对采空区稳定性评价以及轨道交通与采空区相互影响的分析,探讨采空区稳定性评价方法,并进行案例分析验证。通过本研究,可为煤矿采空区稳定性评估提供参考,为轨道交通勘察提供评价依据。

北方某高速公路路基下伏采空区稳定性评价及处治方案研究

通过对某高速公路K54+300~K54+725段路基煤矿采空区进行地质勘察,查明采空区的规模、空间分布特征及顶板厚度,进行采空区剩余变形量预测计算等稳定性评价,并结合地质资料及高速公路路基参数确定采空区处治方案。研究认为,在公路路基采空区处治设计过程中,应结合地质资料、实际规模形态等因素综合开展稳定性评价,评价若为“不稳定”或“欠稳定”时,应对采空区进行处治,从而确保高速公路安全。

基于AHP-模糊综合评价的采空区场地稳定性研究

针对采空区场地容易发生失稳塌陷,提出一种基于AHP-模糊综合评价的采空区场地稳定性评价方法。综合考虑采空区场地稳定性的主要影响因素,选取了水文地质因素、采空区自身因素、采空区沉降因素、时间因素等5个一级指标以及相对应的17个二级指标,建立了采空区场地稳定性综合评价指标体系。采用层次分析法确定指标权重,结合模糊综合评价方法对采空区场地稳定性进行综合评价,并将该方法应用于陕西哈拉沟矿区。研究结果表明:使用该方法得到的综合评价结果与矿区实际情况吻合,验证了该方法的有效性。

基于模糊统计法的采空区稳定性评价

针对采空区稳定性评价指标权重计算的主观随意性和指标分级标准的模糊不确定性问题,采用文献调研法收集近10年60余篇采空区稳定性评价的研究成果,统计分析采空区稳定性评价指标的频次,建立基于指标统计频次的采空区稳定性评价指标体系;根据采空区稳定性评价指标相对频次的分布信息特征,采用1-9位标度法描述18个相对频次等长分布区间的相对关系,提出基于指标相对频次的权重计算方法,减少主观随意性对指标权重计算的影响;通过对各评价指标各等级划分边界信息的统计法分析,建立采空区稳定性评价指标各等级的隶属度函数,并采用30个采空区样本数据验证隶属度函数的可靠性,进而构建基于指标相对频次权重算法和评价指标各等级隶属度函数的采空区稳定性评价模型,并将其应用于肖家河磷矿采空区稳定性评价分析中。结果表明:该磷矿的某采空区稳定性等级为Ⅰ等级,评价结果与实际情况相符,验证了该采空区稳定性评价模型的有效性。

神锦路光伏阵列区场地稳定性评价

神锦路光伏阵列区选址拟在煤矿采空区上部,需开展场地下伏采空区稳定性及承载力评价。本文通过采空区上方地表调查、地表变形规律研究、综采采空区移动变形预测等方法对场地稳定性进行分析,并对场地适宜性进行评价,结果表明,评价区为不稳定区,未来不稳定区位于431盘区431310-431314工作面上部,预计开采时间为2029至2034年。即受影响区域在开采期间及滞后1年内属于不稳定区;综合评价认为,工程建设对未来采空区稳定性影响程度小。

基于AHP和D-S证据理论采空区建筑场地稳定性评价

考虑到采空区建筑场地稳定性评价具有较大的不确定性,以及多以定性评价指标为主的特点,建立了基于AHP和D-S证据理论的采空区建筑场地稳定性评价模型。针对淮北地区某采空区建筑场地的特点,分别从采空区自身因素、水文地质与工程地质条件以及场地条件等3个方面,分析影响采空区建筑场地稳定性评价的指标,建立采空区建筑场地稳定性风险评价指标体系。然后运用AHP对各指标集成赋权,并采用D-S证据理论对该场地稳定性进行评价。结果表明:采空区建筑场地稳定性评价等级为基本稳定,在工程施工过程中要注意监测。

基于熵权-云模型的采空区岩体稳定性评价

为科学准确地对地下矿山采空区岩体稳定性展开分析评价,选取单轴抗压强度、弹性模量、弹性变形能指数、脆性系数、采空区体积和埋藏深度6项指标构建采空区稳定性评价指标体系。基于正向云模型生成算法,结合信息熵权法计算出各指标的熵权重,建立采空区岩体稳定性评价模型。将模型应用在盘龙铅锌矿-220 m中段的5个采空区稳定性评价中,研究结果发现,该中段采空区处于较稳定和基本稳定状态,符合矿山实际情况,证明了基于熵权-云模型的采空区岩体稳定性评价模型具有良好的准确性和适应性。

路基荷载下倾斜椭圆形空洞的稳定性评价及因素影响分析

为了防止严重威胁公路安全的采空区发生二次活化导致道路灾害,采用应力叠加法,将基于Boussinesq方程计算所得路基荷载下的附加应力场与初始应力场叠加,得到洞周任意一点的应力状态;利用Mohr-Coulomb强度准则得到空洞稳定性,通过与已有研究结果对比,验证稳定性评价的可靠性;利用二分法计算椭圆形空洞保持稳定时所能承受的最大路基荷载,并探讨路基荷载宽度比、路基荷载偏心距比、椭圆形空洞长短轴比和椭圆倾角等因素对椭圆形空洞稳定性的影响。结果表明:当椭圆形空洞长轴沿水平方向时,椭圆形空洞长短轴比和路基荷载的增大对椭圆形空洞造成应力集中效应叠加,使得最大路基荷载随长短轴比的增大而减小;当椭圆形空洞长轴沿竖直方向时,初始应力场与附加应力场引起的水平方向的应力集中效应互相削弱,含椭圆形空洞地基能承受更大的路基荷载。