煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法技术

煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，涉及一种煤矿开采实施方法，本发明专利技术实施了可选的“老采区物探‑地表残余移动变形评价‑老采区注浆”，或“未开采区及正开采区实施了地表移动变形预测评价‑离层带注浆”，提出的一套关于采区原地表建抗采动变形建筑物的“建筑抗采动变形总体方案‑建筑基础与上部结构的措施‑建筑内管道的措施‑建筑技术方案与经济综合分析‑建筑的最终规划和设计‑施工与监理‑建筑后期纠偏”全过程之严密的新工艺。该方法对煤矿开采沉陷及煤矿未开采区、正开采区及老采区地表稳定性评价与地基处理后的采区地表新建抗采动变形建筑实施提出了新的工艺方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤矿开采实施方法，特别是涉及一种煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法。
技术介绍
我国是采矿大国和土地资源紧张国家，至2015年底，井工煤矿地表沉陷损毁土地达110万公顷。这些土地因开采沉陷逐渐沦为无人居住区或城镇棚户区，这是一项关乎人民生命财产安全的研究热点问题。为进行沉陷区规划与治理，国家正不断投入巨额资金。由于开采沉陷与治理工程十分复杂、现行规程尚不完善（无地表残余移动变形的概念和理论等等），在工程实际中常存在技术分析不全面、不到位、工艺错误、管理秩序混乱，甚至造成工程隐患或工程事故。因此，很有必要进行采区地表新建抗采动变形建筑实施工艺流程的研究。这对采区地表新建建筑的规划、建筑抗采动变形方案的分析、设计、施工和管理的合理有序进行，杜绝工程风险，以向煤矿沉陷区要经济、环境和社会效益的意义重大。开采沉陷对建筑的损害是由开采对地表的动态、静态和残余移动变形影响引起的附加应力造成的。为研究这种损害，沈阳大学朱广轶在《岩石力学与工程学报》2011年，第30卷第9期：p1889-1895和《岩石力学与工程学报》2014年第33卷第10期：p1962-1970，分别提出了地表动态移动变形的预测方法、地表残余移动变形的概念、预测方法； 2014年9月，朱广轶申报了专利技术专利“矿区新建建筑物引起的地表残余移动变形预测及防治方法”，其中，详细说明了基于我国各矿区已有岩移参数的地表残余移动变形的预测及防治方法：①根据评价老采区地表新建建筑物损坏等级的3项指标地表倾斜变形i(x)、地表曲率变形K(x)和地表水平变形ε(x）的大小，评价老采区地表新建建筑物损坏等级；②给出了注浆实施的方法，包括：注浆材料、浆液配比、采空区注浆工程的工艺流程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，本专利技术对煤矿开采沉陷及煤矿未开采区、正开采区及老采区地表稳定性评价与地基处理后的采区地表新建抗采动变形建筑实施了新的工艺方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将抗采动变形建筑归纳为3种类型：结构可调整的抗采动变形建筑、可纠偏的抗采动变形建筑、不纠偏的抗采动变形建筑；步骤2、对建设时间分期规划，对于浅部、多煤层、厚煤层的未开采区及正开采区，存在地表变形大、地表动态移动变形影响和多煤层采动影响叠加、可能出现塌陷漏斗的棘手问题，根据开采规划、地表移动总时间，通过建设规划的分期，来躲开地表动态移动变形威胁；步骤3、对建筑的位置、方位选择，新建建筑的场地应根据地表移动变形预测结果，尽可能选择在地表变形较小的地区；步骤4、对建筑高度的确定，必须进行建筑物在自重形成的偏心荷载作用下的横截面强度验算和地基容许承载力验算；步骤5、对建筑物的平、立面形状选择及构件配置，抗采动变形建筑的平面形状应避免凸凹曲折,以布置成方形、矩形、高度一致为最佳, 避免楼层错层；纵墙与横墙的设计要匀称, 做到平面上整齐、竖向上连续；承重墙的布置尽量纵横向均贯通、均匀地对称于建筑的长轴和短轴, 承重墙应纵横墙应咬槎连接；同一轴线上的窗洞、窗间墙尽量均匀布置；采动区不用拱梁、无筋梁，宜用钢筋混凝土过梁；在强度低、应力集中的门窗口应增设加强筋或闭合钢筋混凝土套框；楼板应采用现浇钢筋混凝土楼层板, 与圈梁浇成一体；步骤6、做好地基与基础的安全措施，地基土应均匀一致、承载能力不宜高的土壤好；步骤7、做好基础与上部结构的抗变形措施；步骤8、做好建筑内管道的抗变形措施；步骤9、抗采动变形建筑方案的合理性分析，根据抗采动变形建筑的安全性、用户的满意性和经济最大化的要求，进行抗采动变形建筑的综合分析，看是否合理；步骤10、土地和规划部门对建筑最终方案的确定，通报建筑出资方；建筑出资方将上述建筑规化方案和抗采动变形措施提交有资质的建筑设计院，实施设计；步骤11、施工单位与监理的选择必须选用有相应资质的施工单位施工，采用具备监理资质的有经验人员作为施工监理；步骤12、对于“可纠偏的抗采动变形建筑”，在地表稳定后，进行建筑的后期纠偏。所述的煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，所述步骤6地基与基础的安全措施，包括：①在满足基础承载力的条件下，尽量减少基础埋深；②若建筑物地基为出露的基岩或坚硬粘土，则在基础下垫设软土层或砂层，基础两侧的回填土应做成松散的；必要时在建筑周围设置缓冲沟，以吸收地表压缩水平变形；③可设置横向基础梁，以提高基础圈梁的整体刚度。所述的煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，所述步骤8抗变形措施，包括：⑴刚性措施： 承重墙、圈梁、构造柱、门窗过梁和套框设计； ⑵柔性措施：直接加在建筑上的柔性措施有两种：①在基础圈梁与基础之间设置水平滑动层；②按单体长度20m左右，沿建筑竖直向设置从建筑顶到基础底全部断开的变形缝。所述的煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，所述步骤8建筑内管道的抗变形措施，包括：应沿墙体一侧布置，且不应埋设于墙体内；管道穿过墙体或基础时，应在墙或基础留出较大空洞；对于变形缝处的管道，尚应设置柔性接头；上下水管道接头处设置柔性接头或补偿器、建筑管沟。本专利技术的优点与效果是：本专利技术基于在2014年12月朱广轶专利技术专利“矿区新建建筑物引起的地表残余移动变形预测及防治方法”实施了可选的“老采区物探-地表残余移动变形评价-老采区注浆”，或“未开采区及正开采区实施了地表移动变形预测评价-离层带注浆”，提出的一套关于采区原地表建抗采动变形建筑物的“建筑抗采动变形总体方案-建筑基础与上部结构的措施-建筑内管道的措施-建筑技术方案与经济综合分析-建筑的最终规划和设计-施工与监理-建筑后期纠偏”全过程之严密的新工艺方法。附图说明图1为本专利技术采区地表新建抗采动变形建筑实施工艺流程示意图。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：规划局初步规划某公司在在大跃进时期的老采区上方地表开发建设某住宅小区：在拟建区内建设住宅楼7栋，楼层高度均为7层，长30～50m，楼间距为27.5m。因开采图纸丢失，开采沉陷研究部门采用4个地质钻孔结合5条EH-4电导率成像观测线进行物探，获得地下开采了两层煤：15煤层：累计开采厚度M=14.2m，开采深度主要为45～60m；18煤层：累计开采厚度M=15.6m；煤层倾角α=8度；开采深度主要为70～100m。进行的地基稳定性评价认为：在老采区地表新建建筑物后，将引发地表Ⅰ～Ⅳ级的残余移动变形。之后，对老采区实施了注浆加固处理。根据注浆加固后的钻孔电视检测和本注浆队伍前期在本区域的施工经验确定：老采区注浆后，对剩余的地表残余移动变形影响采用建筑抗采动变形的技术措施。步骤1、抗采动变形建筑类型的选取：方案1，老采区注浆后，拟建区某建筑一角的倾斜变形将达将到Ⅱ级，该建筑选择为可纠偏的抗采动变形建筑；其它建筑选为不纠偏的抗采动变形建筑。方案2，对拟建区倾斜变形达到Ⅱ级的某建筑规划位置进行平移处理，躲开不利的地表一角。采用该方案，在老采区注浆后建筑物地表倾斜变形不大于Ⅰ级，全部建筑均选为不纠偏的抗采动变形建筑。暂按以上两方案考虑，待第10步进行综合分析时，最终决定取哪个方案。步骤2、建设时间规划。老采本文档来自技高网...

【技术保护点】
煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将抗采动变形建筑归纳为3种类型：结构可调整的抗采动变形建筑、可纠偏的抗采动变形建筑、不纠偏的抗采动变形建筑；步骤2、对建设时间分期规划，对于浅部、多煤层、厚煤层的未开采区及正开采区，存在地表变形大、地表动态移动变形影响和多煤层采动影响叠加、可能出现塌陷漏斗的棘手问题，根据开采规划、地表移动总时间，通过建设规划的分期，来躲开地表动态移动变形威胁；步骤3、对建筑的位置、方位选择，新建建筑的场地应根据地表移动变形预测结果，尽可能选择在地表变形较小的地区；步骤4、对建筑高度的确定，必须进行建筑物在自重形成的偏心荷载作用下的横截面强度验算和地基容许承载力验算；步骤5、对建筑物的平、立面形状选择及构件配置，抗采动变形建筑的平面形状应避免凸凹曲折,以布置成方形、矩形、高度一致为最佳, 避免楼层错层；纵墙与横墙的设计要匀称, 做到平面上整齐、竖向上连续；承重墙的布置尽量纵横向均贯通、均匀地对称于建筑的长轴和短轴, 承重墙应纵横墙应咬槎连接；同一轴线上的窗洞、窗间墙尽量均匀布置；采动区不用拱梁、无筋梁，宜用钢筋混凝土过梁；在强度低、应力集中的门窗口应增设加强筋或闭合钢筋混凝土套框；楼板应采用现浇钢筋混凝土楼层板, 与圈梁浇成一体；步骤6、做好地基与基础的安全措施，地基土应均匀一致、承载能力不宜高的土壤好；步骤7、做好基础与上部结构的抗变形措施；步骤8、做好建筑内管道的抗变形措施；步骤9、抗采动变形建筑方案的合理性分析，根据抗采动变形建筑的安全性、用户的满意性和经济最大化的要求，进行抗采动变形建筑的综合分析，看是否合理；步骤10、土地和规划部门对建筑最终方案的确定，通报建筑出资方；建筑出资方将上述建筑规化方案和抗采动变形措施提交有资质的建筑设计院，实施设计；步骤11、施工单位与监理的选择必须选用有相应资质的施工单位施工，采用具备监理资质的有经验人员作为施工监理；步骤12、对于“可纠偏的抗采动变形建筑”，在地表稳定后，进行建筑的后期纠偏。...

【技术特征摘要】
1.煤矿开采区地表新建抗采动变形建筑实施方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将抗采动变形建筑归纳为3种类型：结构可调整的抗采动变形建筑、可纠偏的抗采动变形建筑、不纠偏的抗采动变形建筑；步骤2、对建设时间分期规划，对于浅部、多煤层、厚煤层的未开采区及正开采区，存在地表变形大、地表动态移动变形影响和多煤层采动影响叠加、可能出现塌陷漏斗的棘手问题，根据开采规划、地表移动总时间，通过建设规划的分期，来躲开地表动态移动变形威胁；步骤3、对建筑的位置、方位选择，新建建筑的场地应根据地表移动变形预测结果，尽可能选择在地表变形较小的地区；步骤4、对建筑高度的确定，必须进行建筑物在自重形成的偏心荷载作用下的横截面强度验算和地基容许承载力验算；步骤5、对建筑物的平、立面形状选择及构件配置，抗采动变形建筑的平面形状应避免凸凹曲折,以布置成方形、矩形、高度一致为最佳, 避免楼层错层；纵墙与横墙的设计要匀称, 做到平面上整齐、竖向上连续；承重墙的布置尽量纵横向均贯通、均匀地对称于建筑的长轴和短轴, 承重墙应纵横墙应咬槎连接；同一轴线上的窗洞、窗间墙尽量均匀布置；采动区不用拱梁、无筋梁，宜用钢筋混凝土过梁；在强度低、应力集中的门窗口应增设加强筋或闭合钢筋混凝土套框；楼板应采用现浇钢筋混凝土楼层板, 与圈梁浇成一体；步骤6、做好地基与基础的安全措施，地基土应均匀一致、承载能力不宜高的土壤好；步骤7、做好基础与上部结构的抗变形措施；步骤8、做好建筑内管道的抗变形措施；步骤9、抗采动变形建筑方案的合理性分析，根据抗采动变形建筑的安全性、用户的满意性...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱广轶，赵柏冬，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21