【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程建设，具体涉及一种考虑岩层强度的采深采厚比计算与评价方法。
技术介绍
1、采深采厚比是开采深度(h)与开采厚度(m)的比例，是矿产资源煤矿开采和工程建设领域评价采矿对地面建构筑物评价中最常用的评价指标，一般认为，该比值越高，开采引发地面塌陷的可能性越小，地面建构筑物越安全。
2、地下矿产资源特别是煤矿开发引发了广泛的地面塌陷变形，在矿产资源分布或设置矿权的地方进行工程建设时必须考虑矿产资源开发对工程建设的影响。在工程建设领域，一般采用采深采厚比作为设计依据，区分采矿塌陷影响的不同严重程度，采深采厚比大的地段相对安全，可以建设保护等级高的工程，例如“建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范”的第六十条规定“符合下列条件之一者，铁路(指有缝线路)压煤允许采用全部垮落法进行试采。
3、(一)国家ⅰ级铁路：薄及中厚单一煤层的采深与单层才后壁大于或者等于150；厚煤层及煤层群的采深与分层才后壁大于或者等于200。(二)国家ⅱ级铁路：薄及中厚单一煤层的采深与单层才后壁大于或者等于100；厚煤层及煤层群的采深与分层才后壁大于或者等于150。(三)ⅲ级铁路：薄及中厚单一煤层的采深与单层才后壁大于或者等于40，小于60；厚煤层及煤层群的采深与分层才后壁大于或者等于60，小于80。(四)ⅳ级铁路：薄及中厚单一煤层的采深与单层才后壁大于或者等于20，小于40；厚煤层及煤层群的采深与分层才后壁大于或者等于40，小于60。”
4、其它建设工程如公路、输电线路、输油(气)管线等均有类似规定，只
5、矿产资源均赋存在周围岩层中，由于成因和形成环境不同，矿层上覆岩层一般性质不同，垂向上矿层主要受到上覆岩层压力，在地下进行开挖时都会释放地应力，矿产资源开采特别是煤矿开采由于开采面积大(综合机械化开采工作面的宽度多在300m以上)，矿山压力会定期释放，上覆岩层会逐次向下垮落或位移，达到充分采动时形成垮落带、导水裂隙带和弯曲变形带。
6、矿产资源赋存在地质体中，在未开采状况下，它受到上覆岩层和下伏岩层的压力，处于相对平衡状态，矿产资源的开采使得矿层所在区域应力释放，上覆和下伏岩层必然向采空区域变形位移，主要是上覆岩层的变形，这个变形渐次向地表传递，在地面形成采空塌陷变形。采空塌陷变形是非连续的、逐步发展的一个过程，受到多种因素的影响，包括矿层厚度、矿层倾角、上覆岩层厚度、上覆岩层岩性、岩层含水性、开采方法、顶板管理方式等。在地面上呈现塌陷盆地、塌陷裂缝、塌陷台阶等，甚至引发斜坡形成滑坡、崩塌等，造成耕地破坏、地貌形态更改、含水层破坏、地面建构筑物破坏。
7、在工程实践中，开采沉陷变形是一个复杂的地质演变过程，利用采深采厚比可以简单直观的反映一个地区矿层开采引发地面塌陷的可能性，但由于考虑因素太少，某些地方工程使用中感觉偏离太大，有人提出用基采比来代替采深采厚比，基采比仅考虑上覆岩层中基岩的厚度，将松散土层去掉，在工程中有一定效用但没有得到推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种考虑岩层强度的采深采厚比计算与评价方法，能更好的反映矿产资源开采引发地面塌陷的实际情况，为采空塌陷区工程建设评价和工程设计提供依据。
2、为达到上述目的，本专利技术所述一种考虑岩层强度的采深采厚比计算与评价方法，考虑开采矿层上覆岩层的厚度和强度，厚度采用各上覆岩层的勘探真实厚度，强度以各上覆岩层相对开采矿层的强度比值进行调整，计算开采矿层的采深采厚比。
3、进一步的，包括以下步骤：
4、步骤1：获取评价区域的矿层层数、厚度、强度；
5、步骤2：对每个钻孔，选定开采矿层，自上而下记录各开采矿层的厚度、强度以及开采矿层上覆岩层的岩性和厚度，根据采矿层上覆岩层的岩性确定其强度；
6、步骤3：根据开采矿层厚度、上覆岩层厚度以及上覆岩层相对开采矿层强度的比值，计算各钻孔的采深采厚比。
7、进一步的，步骤2中，上覆岩层岩性根据矿产勘探钻孔资料来划分，根据岩性确定各上覆岩层的强度。
8、进一步的，步骤2中，上覆岩层厚度和强度从勘探钻孔资料取得。
9、进一步的，步骤3中，开采矿层采深采厚比的计算公式为：b＝(s1*q1+s2*q2+s3*q3+…+sn*qn)/qm/h；其中，b为开采矿层采深采厚比，q1、q2、q3...qn为开采矿层上各层的强度，s1、s2、s3…sn为开采矿层上各层的厚度。
10、进一步的，步骤3中，小于1.3m的开采矿层的厚度取实际采高，大于1.3m的开采矿层的厚度取开采矿层勘探厚度。
11、一种采矿活动对地面建构筑物影响的评价方法，包括以下步骤：包括以下步骤：
12、步骤1：获取评价区域的矿层层数、厚度、强度；
13、步骤2：对每个钻孔，选定开采矿层，自上而下记录各开采矿层的厚度、强度以及开采矿层上覆岩层的岩性和厚度，根据采矿层上覆岩层的岩性确定其强度；
14、步骤3：考虑开采矿层厚度和上覆岩层相对开采矿层强度的比值，根据计算各钻孔的采深采厚比；
15、步骤4：取各开采矿层采深采厚比的最小值，作为该钻孔的采深采厚比值；
16、步骤5：在平面上根据不同地段的采深采厚比值评价地面塌陷变形的可能性及对上覆建构筑物的潜在影响。
17、进一步的，步骤5中，在评价范围内，根据各钻孔采深采厚比值划分等值线，数值小的区域危险性大，数值大的地段危险性相对小。
18、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
19、本计算评价方法提供了采深采厚比计算的方法，所有数据来自于矿产资源的勘探报告，采深采厚比计算同时考虑上覆岩层厚度和岩性结构，计算得到考虑岩层强度的采深采厚比，计算评价过程清晰，接近客观实际。
20、由于现有的采深采厚比的计算方法仅考虑了开采厚度和上覆岩层厚度一个因素，虽然直观但偏离了复杂的客观实际。在开采方法不变的条件下，反映塌陷情况的采深采厚比指标主要受上覆岩层岩性的影响，本专利技术提供的计算方法同时考虑了上覆岩层的厚度和岩性差异，强度大的岩石变形的可能性小，强度小的土层变形的可能性大。
21、本专利技术提出的评价方法中，采深采厚比计算方法相当于对原来的采深采厚比按照强度进行折减，加大了强度大的完整岩石抵抗塌陷变形的能力，而折减了强度小的土层或泥岩抵抗塌陷变形的能力，总体来说，该计算方法将软弱层厚度折减，而将坚硬层厚度放大，更接近塌陷变形的本质。
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1.一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，考虑开采矿层上覆岩层的厚度和强度，厚度采用各上覆岩层的勘探真实厚度，强度以各上覆岩层相对开采矿层的强度比值进行调整，计算开采矿层的采深采厚比。
2.根据权利要求1所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，所述步骤2中，上覆岩层岩性根据矿产勘探钻孔资料来划分，根据岩性确定各上覆岩层的强度。
4.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，所述步骤2中，上覆岩层厚度和强度从勘探钻孔资料取得。
5.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，所述步骤3中，开采矿层采深采厚比的计算公式为：B＝(S1*Q1+S2*Q2+S3*Q3+…+Sn*Qn)/Qm/H；其中，B为开采矿层采深采厚比，Q1、Q2、Q3...Qn为开采矿层上各层的强度，S1、S2、S3…Sn为开采矿层上各层的厚度。
6.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度
7.一种采矿活动对地面建构筑物影响的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种采矿活动对地面建构筑物影响的评价方法，其特征在于，步骤5中，在评价范围内，根据各钻孔采深采厚比值划分等值线，数值小的区域危险性大，数值大的地段危险性相对小。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，考虑开采矿层上覆岩层的厚度和强度，厚度采用各上覆岩层的勘探真实厚度，强度以各上覆岩层相对开采矿层的强度比值进行调整，计算开采矿层的采深采厚比。
2.根据权利要求1所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，所述步骤2中，上覆岩层岩性根据矿产勘探钻孔资料来划分，根据岩性确定各上覆岩层的强度。
4.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，所述步骤2中，上覆岩层厚度和强度从勘探钻孔资料取得。
5.根据权利要求2所述的一种考虑岩层强度的采深采厚比计算方法，其特征在于，所述步骤3...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘中书，赵顺阳，郭磊，杨生彬，刘子豪，龙鹏伟，王磊，段毅，辛小瑜，刘士祥，黄雅欣，杨晓敏，杨大渭，温智平，武嫚嫚，杨震，高振，黄平遥，李瑞雯，刘钊，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司建设分公司，
类型：发明
国别省市：
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