张溢丰,朱　华,贾聿颉,张　戈

(1.华北水利水电大学, 河南 郑州 450045; 2.河南黄河水文勘测设计院, 河南 郑州 450001)



采空区残余变形预测研究

张溢丰1,朱华2,贾聿颉1,张戈1

(1.华北水利水电大学, 河南 郑州 450045; 2.河南黄河水文勘测设计院, 河南 郑州 450001)

摘要：禹州郭村煤矿采空区稳定性问题，是南水北调中线一期工程重大工程技术问题。基于概率积分法沉陷理论，运用采空区在自重下残余变形极限值计算公式，以郭村煤矿采空区剖面4为基础，应用FLAC(3D)软件对采空区无注浆处理时渠道开挖前和施工运行中两种工况建立数值模型，研究其变形规律。计算出郭村煤矿采空区竖直残余变形极限值为331 mm，水平残余变形极限值为82.8 mm。研究表明：采空区上方两端地表处的水平位移值最大，其值受渠道开挖影响很小；地表竖直位移总体呈随采空区埋深增大而减小，随离渠道水平距离增大而减小的趋势；地表变形受渠道的影响相对较大，这将为采空区地面开挖等提供理论参考。

关键词：采空区;稳定性;残余变形; 渠道开挖;FLAC(3D)

矿产资源开采后留下的空洞即为采空区，其可导致上覆岩层移动变形，甚至地表塌陷，对采空区地表建(构)筑物产生潜在的安全威胁，可造成重大人身财产损失。上世纪70年代开始，国内外对建筑物、铁路、公路、河流下伏采空区引起覆岩变形沉陷的情况做了大量的研究[1-3]。针对采空区的稳定性，其研究方法可归为三种：定量研究法、定性分析法以及监测法研究。当前，对于采空区的残余变形，其主要研究预测方法可总结为五种：数值模拟分析法、等价开采分析法、非线性研究法、极限沉降法以及单点沉降分析预测法[4-5]。……