采煤塌陷地建筑利用关键技术与实践

目录 前言 第1章 概述 1 1.1 煤矿采空区及特点 1 1.2 国内外采煤塌陷地土地利用情况 3 1.2.1 国外采煤塌陷地土地利用情况 3 1.2.2 国内采煤塌陷地土地利用情况 4 1.3 采煤塌陷地建设利用技术路线 9 1.3.1 煤矿采空区岩土工程勘察 10 1.3.2 采空区场地稳定性及建设适宜性评价 10 1.3.3 采空区治理 11 1.3.4 建（构）筑物抗变形技术 11 第2章 常用采煤方法及覆岩破坏规律 12 2.1 采煤方法介绍 12 2.1.1 老窑及小窑采煤方法 12 2.1.2 现代煤矿采煤方法 15 2.2 采空区基本特征 19 2.2.1 老窑及小窑采空区基本特征 19 2.2.2 现代煤矿采空区基本特征 20 2.3 采空区岩层移动破坏基本规律 22 2.3.1 采空区岩层移动的基本形式 22 2.3.2 采空区岩层移动破坏分带特征 23 2.4 影响覆岩破坏规律的因素 26 第3章 煤矿采空区勘察技术与方法 33 3.1 勘察阶段及工作内容 33 3.1.1 采空区勘察原则 33 3.1.2 可行性研究勘察 34 3.1.3 初步勘察 35 3.1.4 详细勘察 37 3.1.5 施工勘察 38 3.2 采空区勘察技术 39 3.2.1 采空区调查与测绘 39 3.2.2 采空区物探勘察技术 43 3.2.3 工程地质钻探 65 3.2.4 各勘测方法质量经济对比 67 3.3 采空区勘察报告 67 第4章 老采空区覆岩稳定性和“活化”机理 69 4.1 部分开采老采空区覆岩稳定性和“活化”机理 69 4.1.1 房柱式采空区覆岩移动和地表下沉特征 70 4.1.2 房柱式采空区稳定性和地表沉陷机制 70 4.1.3 条带开采覆岩移动和岩体结构特点 73 4.2 长壁老采空区覆岩稳定性和“活化”机理 74 4.2.1 长壁老采空区上覆岩层移动破坏特征 74 4.2.2 长壁老采空区覆岩平衡结构力学模型 75 4.2.3 长壁老采空区破碎岩体“活化”机理 78 第5章 煤（岩）柱稳定性分析 80 5.1 条带采空区煤（岩）柱稳定性分析 80 5.1.1 条带采空区煤（岩）柱荷载 80 5.1.2 条带采空区煤（岩）柱强度 82 5.1.3 条带采空区煤（岩）柱稳定性 84 5.2 房柱采空区煤（岩）柱稳定性分析 85 5.2.1 房柱采空区煤（岩）柱应力 85 5.2.2 房柱采空区煤（岩）柱强度 86 5.2.3 房柱采空区煤（岩）柱稳定性 87 第6章 冒落破碎岩石压实变形规律研究 88 6.1 煤系地层岩石力学特性试验 88 6.2 垮落破碎岩石压实变形规律试验方案 89 6.2.1 试验设备 89 6.2.2 试样制备 90 6.2.3 试验方案与试验方法 92 6.3 垮落破碎岩石压实变形与分形特征分析 95 6.3.1 自然含水条件下垮落破碎岩石压实变形特征 95 6.3.2 浸水条件下垮落破碎岩石压实变形特征 105 6.3.3 干湿循环条件下垮落破碎岩石压实变形特征 114 6.3.4 赋存环境对垮落破碎岩石压实变形特征影响分析 124 第7章 采空区地表移动变形规律与变形预计 132开 7.1 地表移动变形的概念 132开 7.1.1 地表移动变形的形式 132开 7.1.2 描述地表移动和变形的指标 134 7.2 地表移动盆地及其特征 136 7.2.1 地表移动盆地的形成 136 7.2.2 充分采动和非充分采动 138 7.2.3 地表移动盆地的特征 140 7.2.4 地表移动盆地主断面及其移动变形规律 141 7.2.5 地表移动盆地边界的确定 147 7.3 地表移动盆地的空间分布和时间过程 151 7.3.1 地表点的移动轨迹 151 7.3.2 地表点的移动轨迹 153 7.3.3 工作面推进过程中的下沉速度 154 7.3.4 地表移动持续时间 155 7.3.5 工作面推进过程中地表移动和变形的变化规律 155 7.4 地表移动变形的预计方法 157 7.4.1 地表移动预计概念及意义 157 7.4.2 概率积分法 159 7.4.3 计算基本参数及其取值范围 16开3 7.4.4 计算机计算 16开5 7.5 地表残余移动变形规律及预计 16开5 7.5.1 长壁老采空区地表残余移动变形规律 16开5 7.5.2 老采空区地表残余移动变形预计 16开5 第8章 采空区场地稳定性及工程建设适宜性评价 173 8.1 采空区场地稳定性评价 173 8.1.1 开采条件判别法 174 8.1.2 地表移动变形判别法 176 8.1.3 煤（岩）柱稳定性分析法 177 8.2 采空区场地工程建设适宜性评价 180 8.2.1 采空区对拟建工程的影响程度 180 8.2.2 拟建工程对采空区的影响程度 185 8.3 采空区建（构）筑物地基稳定性分析 194 第9章 采空区灌注充填治理技术 196 9.1 长壁老采空区灌注充填方法 197 9.1.1 长壁老采空区全部灌注充填 198 9.1.2 长壁老采空区条带灌注充填 203 9.1.3 长壁老采空区点柱式灌注充填 206 9.1.4 长壁老采空区复合砌体梁半拱结构注浆加固技术 209 9.2 条带老采空区覆岩离层注浆加固技术 210 9.2.1 条带老采空区覆岩离层注浆加固技术的提出 210 9.2.2 条带老采空区覆岩离层注浆加固机理 212 9.2.3 条带老采空区覆岩离层注浆充填层位 212 9.3 煤矿采空区快速注浆系统与工艺 213 第10章 采空区注浆治理质量控制与检测技术 216开 10.1 煤矿采空区注浆施工控制理论与方法 217 10.1.1 注浆控制理论分析 217 10.1.2 采空区注浆工程综合控制方法 219 10.2 煤矿采空区注浆工程监理技术 222 10.2.1 岩土工程监理及其特点 222 10.2.2 采空区注浆工程监理体系 225 10.2.3 采空区注浆工程监理细则 229 10.2.4 采空区注浆工程质量控制 232开 10.3 煤矿采空区注浆工程治理综合检测技术 238 10.3.1 工作目的、工作内容与工作步骤 238 10.3.2 采空区注浆治理检测方法与技术要点 239 第11章 采空区上新建建（构）筑物抗变形技术 243 11.1 地表剩余移动变形对地表新建建（构）筑物的影响 243 11.2 采空区上新建建（构）筑物抗变形建筑设计 245 11.2.1 原始资料 245 11.2.2 设计原则 245 11.3 采空区上新建建（构）筑物抗变形技术 246 11.3.1 建筑场地的选取 246 11.3.2 采空区上新建建（构）筑物抗变形措施 247 11.4 新建高层建（构）筑物的抗变形技术 254 11.4.1 高层建（构）筑物的选址 255 11.4.2 采空区上新建高层建（构）筑物抗变形措施 255 11.5 大型钢结构厂房的抗变形技术研究 256 11.5.1 大型钢结构厂房的选址 256 11.5.2 采空区上新建大型钢结构厂房抗变形措施 257 第12章 采煤塌陷地建设利用工程实例——山东蓝海领航电子商务产业园 258 12.1 工程概况及地质采矿条件 258 12.1.1 工程简况 258 12.1.2 地质采矿概况 258 12.2 采空区岩土工程勘察 259 12.2.1 地球物理勘探 259 12.2.2 钻探 261 12.2.3 采空区场地工程建设适宜性 264 12.3 采空区灌注充填治理 270 12.3.1 注浆钻孔布置 270 12.3.2 制浆工艺 270 12.3.3 注浆设备与工艺 271 12.3.4 终孔标准 272 12.3.5 注浆顺序 273 12.4 采空区注浆效果检测 273 12.4.1 钻探检测 273 12.4.2 跨孔电阻率CT 275 12.4.3 二次压浆 277 12.4.4 地表变形观测 277 参考文献 279