采空区稳定性分析与评价

采空区稳定性分析与评价

【摘要】如今，随着我国的经济及许多方面都在不断的发展，我们在开采不同矿产资源的过程中遇到的问题也随之暴露出来，比如说北方的冬天要大量的消耗煤炭资源，但是随着

我们对煤炭的大量开采，地下就会形成采空区，我们对资源的开发又不能只局限在地表，那

么在矿区地表建筑物的稳定性就会受到影响。

【关键词】采空区的稳定；分析；稳定性评价；

一、前言

目前我国对不同资源的开发在逐渐的增加，尤其是我们日常所必须的煤炭、铁矿等这类

资源，长期发展下去，我们所面临的采空区面积会不断增加，所以在进行地表建筑物的建造

时就有必要避开这些区域，如果在采空上方建造一些高层建筑物的话就极有可能存在很大的

安全隐患。因此我们就有必要采取措施对采空区进行填充来保证地基的牢固性。

二、采空区稳定性的判断

通常我们在对地下资源进行开发时都会提前考虑这片地区所能承受的开采量，但是有时

为了获得更大的资源开发，我们对地下矿产的利用可能会大于它所能承受的范围。在地下资

源被开采出来后，这片地下区域就被称之为采空区，我们对矿产的开发会导致采空区附近和

地表上覆盖的岩石和土壤结构被破坏，随着时间的流逝，这些从前开发遗留下来的采空区会

通过自然的变化逐渐变得稳定，继而发展成为老的采空区。但是在老的采空区的地表如果建

造新的甚至是高层的建筑后就有很大的可能会打破这种平衡状态，会对采空区的稳定性受到

影响，造成采空区的活化状态，使采空区和它上面的地表结构再次发生移动和变形。这样对

我们新建造的工程和周围的居民安全都会产生不利影响。

现如今，我们对老的采空区进行活化判断的方法有很多。我们可以通过检测建筑物对采

空区的深度的影响来判断建筑物的总体质量、采空区的横跨带以及可能在哪种地方发生断裂，断裂发生的可能性，断裂的地区是否会发生重叠等各种问题，对是否造成采空区的活化有很

大的提示性。科学的检测方法是在工程学的地质手册这本书中具体的讲述了可能造成采空区

活化的临界深度的计算标准公式，根据这个我们可以能否在采空区建造建筑物提出了有利的

依据。

在我国有许多著名的建筑学专家对是否适合在采空区上方建造建筑物提出了不同的见解。比如我国著名的地质建筑研究专家李兵磊教授，他通过对采空区上方建筑物的稳定性利用离

散数值计算的方法进行了分析。他所采取的这些方法主要是对我们在采空区上方建建筑物的

稳定性进行了分析，这些老旧的采空区虽然在经过了长时间的沉淀后也有一定的稳定性，但

是它的沉降的范围仍然在不断的增加，同时也正处于沉降的缓慢过程中并且将会持续很长一

段时间。但是沉降的速度与时间的关系并没有很大的影响，我们所计算的沉降速度与当初对

矿区的开采深度，地表岩石的覆盖程度和开采深度等等有直接的关系。

所以我们在采空区的再利用的过程中，应该对根据时间的影响估计土地沉降的距离，并

对采空区开始被利用和结束的时间做出具体的分析。对于采空区地表的变形估计范围，外国

也有许多专家对这个项目作出了具体的分析，所以对于国内国外研究的综合方面我们目前提

出的采空区的地表移动的计算方法有关于概率的积分计算方法，函数计算方法，和通过曲线

作图方式等等不同的计算方案，在这之中应用的最广泛的是通过概率积分的方法，这项方法

的实用性最强，是目前我们国家应用最广泛的方法。

三、采空区及塌陷分布特征

我们对不同地区的采空区进行了对比和分析，发现不同地区的采空区的范围在矿产资源

发达的地区的采空区范围更广，我们对某一地区的采空区地段做了具体的研究这一地区的采

空区的范围大约为五万九千九百七十平方米。我们根据对这一地区的实际探查，发现这个地区的塌陷处大约有二十多处。并且在断裂地区的地表通常呈倒置的漏斗状，但是有的地区的塌陷的规模很小，我们不能判断是因为采空区本身的原因还是因为这么多年的时间问题造成的自然现象。所以可以按照地表上面的一些细微的线索来判断那些细微的不易发现的坍塌地区。

塌陷的地区多位于采空区的正上方，如果稍微有些许的差别有可能会沿着断裂的方向逐渐发展。我们通常采取的方法是根据遥控的影像来判断地形的比例，我们在勘察的方面已经发现了几处的的坍塌，而坍塌的地区和采空区的部分非常吻合。在这些地区我们共同探查了地区地表的裂缝，其中包括张性的裂缝，它的现状是上宽下窄，如果它的深度超过一定范围的时候这些裂缝就有可能消失。在很大的裂缝的两侧地表的平面可能有一定的差距，一般的距离是零点三到一米左右。

我们在进行矿产资源的开采的同时可以知道地层的断裂分布三个方面，分别为跨过裂缝对面而形成的跨落带，和断裂带还有地层的扭曲所形成的弯曲带。我们根据实验所形成的检测结果可以得出在开采矿物的过程中最主要的破坏是岩层层面的十五米以下的结构。发生变形的结构一般是在整体水平的基础上。

我们目前采空区的防护措施主要是对正在进行或者是采空区还未进展到沉降的程度上的工程的研究，我们首先需要对采空区的目前地表移动所处的阶段，和还能够沉降的距离进行分析来对采空区的建筑做出应对情况。并根据这个情况做出具体的解决措施，我们所说的具体的解决措施就是根据对采空区的地下进行填充，通过采取这种手段来对采空区进行重复利用，在此基础上建造更多的建筑物来满足社会发展进步的要求。

四、结束语

我们在矿物资源进行开采的过程中，对即将形成的采空区应采取一定的治理措施，如果已经形成了采空区，我们还需要根据地层的具体情况来分析判断在这个采空区上是否适合建造一些建筑物，确保建筑的使用安全。为了减少采空区对地表建筑的影响，我们应对这种情况采取相关措施，例如对采空区进行地底填充，减少采空区的面积。

参考文献：

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