山西霍州西部地裂缝地质灾害成因分析

自20世纪90年代以来，山西省霍州西部地区出现了大量地裂缝，破坏了许多房屋和耕地，并且改变了地下水资源的空间分布，严重影响了当地人民的日常生活和地区经济发展。由于该地区地裂缝的成因尚不清楚，防治措施难以制订，其影响范围内的人群、房屋、耕地、水资源仍然受着地裂缝地质灾害的威胁。基于此种状况，在调查霍州地区采空塌陷地裂缝时空分布的基础上，结合区内区域地质、水文地质、工程地质及人类经济工程活动等条件，分析了地裂缝形成的主要原因。分析结果认为，采煤形成的采空区和采煤排水造成的地下水位下降是地裂缝形成的主要原因，雨水的冲蚀加速了地裂缝的扩展，确定了该地区地裂缝的非构造属性，并据此提出了相应的治理措施。     

综放采空区特性与氧浓度分布关系研究

在现场束管监测实验的基础上,分析总结了综放采空区特性.根据计算流体力学原理,采用FLUENT数值模拟计算软件,针对综放采空区的不同特性,分别对采空区氧化带和窒息带的关键划分指标"氧浓度"进行数值模拟.将模拟结果与实测结果进行比较,讨论了在考虑综放采空区不同特性情况下的数值模拟结果对采空区自燃"三带",即"散热带"、"氧...     

多向荷载作用下采空区顶板-矿柱流变力学模型

为分析多向荷载作用下采空区顶板-矿柱体系的稳定性,将采空区顶板简化为弹性薄板,将矿柱简化为符合Kelvin-Voigt模型的粘弹性体,基于弹性板理论和流变力学理论建立多向荷载作用下采空区顶板-矿柱体系流变力学模型,研究垂直荷载和水平荷载共同作用下的采空区顶板-矿柱体系力学特性,推导采空区顶板的控制方程并采用伽辽金方法进行求解。将建立的流变力学模型应用于某煤矿老采空区稳定时间的预测之中,将预测值与现场监测数据进行了对比分析,验证了模型的可靠性。实践表明,建立的多向荷载作用下采空区流变力学模型能够有效地应用于采空区顶板-矿柱体系稳定时间的预测之中。     

基于采空区漏风量的遗煤温度预测模拟分析

为了能够依据采空区漏风量判定遗煤温度,利用理论分析和数值模拟方法,对采空区漏风量与遗煤温度场的关联性进行了分析。以五龙矿某工作面为例,对其遗煤自燃过程进行了数值模拟,分析了工作面供风量和遗煤温度与采空区漏风量的关系,得到了相关函数关系式。结果表明:随着遗煤温度的升高,采空区漏风量逐渐增加,并且漏回风量增加的幅度逐渐大于漏入风量增加的幅度,漏风量与遗煤温度之间近似存在二次抛物线函数关系;提出了采空区相对漏风变化率的概念,其与遗煤温度间存在近似对数函数关系;给出了影响采空区漏风量的其它因素,判定遗煤温度时要注意这些因素的影响。     

基于最小二乘法的高抽巷CO浓度变化规律分析

我国许多煤矿的煤层同时具有高瓦斯和严重自燃倾向,在抽放瓦斯的同时,容易造成采空区遗煤自燃。因此,监测采空区指标气体的浓度变化对预防采空区自燃非常重要。本文采用最小二乘法对山西阳煤五矿8403工作面高抽巷CO浓度进行分析,拟合得出了高抽巷CO浓度变化曲线,并对拟合方法、拟合效果进行了分析。结果表明,用最小二乘法进行拟合是可行、有效的。结合现场实际条件,分析了高抽巷CO浓度偏高的原因和之所以选取分析高抽巷CO浓度来预测采空区自燃的原因。结果显示,分析高抽巷CO浓度变化可以较早地发现采空区自燃。最后,分析了CO浓度与CO2、O2浓度的相关性,验证了用CO浓度预测采空区自燃的准确性。     

基于RES-云模型的采空区稳定性评价研究

针对采空区稳定性评价中评价指标间交互作用机制分析不足的问题,提出了基于RES(Rock Engineering System)-云模型的采空区稳定性二维评价方法。选取了15个采空区稳定性评价指标,基于RES理论,通过建立评价指标交互作用矩阵,分析评价指标间的相互作用,确定了各个评价指标的权重;应用云模型理论计算隶属于不同等级的各指标云模型参数,以指标等级云图的方式进行直观表现,计算样本综合等级隶属度;根据最大综合隶属度原则确定采空区的稳定性等级,引入模糊熵作为第二维评判参量,表征采空区稳定性的复杂程度。最后,将该模型应用于云南某锡矿8个采空区稳定性评价中,验证了该评价模型的可行性。     

高速公路下伏富水多层采空区注浆处理技术研究

采空区的治理是矿区工程建设关键问题之一。以京福高速公路徐州东绕城某多层富水采空区注浆充填法治理工程为依托,研究了注浆法处理多层富水采空区的设计方法、施工技术,重点包括治理范围确定、浆材配合比设计、布孔原则、成孔工艺、注浆工艺及控制技术等,确定了浆液扩散半径、单孔注浆量和终孔标准等注浆参数,为该种特殊条件下的采空区处治提供了科学的设计及施工技术方法、技术参数等。     

大型复杂采空区空间结构演化规律研究

随着地下矿山开采活动的进行,采空区已成为影响矿山安全的主要隐患之一。以某铜锌矿为背景,利用VS150空区精密探测系统对采空区进行精密探测,采用VoidScan-Geomagic-3Dmine耦合技术,分别建立了研究时段与设计时段采空区三维精细模型,进而对比分析了采空区空间结构演化过程,采用3Dmine-Midas GTS NXFLAC~(3D)耦合的数值模拟技术,结合矿区实际生产情况对设计时段空区进行数值模拟分析,并对空区空间结构演化过程中位移场、应力场及塑性区进行系统的研究,确定了空区顶板及围岩的稳定程度,并进一步揭示了未来时段空区的演化趋势。数值模拟结果与现场实测工作结果相吻合,研究结果为采空区后续的安全治理提供了科学依据。     

高速铁路采空区地基活化判据与工程实例分析∗

为探究高速铁路采空区地基活化问题,基于附加应力分析法,以引起叠加附加应力值等于 5% 岩土层自重应力的深度为附加应力影响深度,推导出高速铁路有砟轨道双线路堤段及路堑段在无列车、有列车情况下的附加应力影响深度计算公式,提出了以附加应力影响深度与垮落断裂带深度大小关系为依据的采空区地基活化判别标准,并分析了高速铁路采空区稳定性影响程度的评价标准。以沁水煤田太焦高速铁路为工程实例,研究结果表明： 高速铁路在采空区地基附加应力影响深度从大到小分别是列车交会、单车、无车;路堤段在采空区地基中附加应力影响深度大于路堑段;路堤段与路堑段在采空区地基中附加应力随深度衰减规律相同;随着路堤高度的增加,附加应力影响深度几乎成线性增加。     

高速公路小煤窑采空区路基综合勘察与评价

采空区是公路建设中一种特殊的地质病害，特别是小煤窑采空区，由于无规划、无序、反复地开挖，故小煤窑采空区勘察与评价有较多不确定性。在公路工程地质勘察中采用综合勘察方法，查明采空区分布范围并评价其对公路工程危害程度及稳定性，对高速公路建设非常重要。本文结合安徽省铜陵至汤口高速公路具体工程实例，探讨小煤窑采空区综合勘察与评价。     

关于建立上海市房屋安全管理体系的思考

随着城市化进程的加快和城市规模的迅速扩大,房屋安全使用与管理已经成为社会稳定和发展的重要课题。以上海为例,系统扼要地总结了房屋安全隐患的类型,提出房屋安全管理体系应涵盖房屋安全管理法律、房屋安全普查与检测鉴定、房屋安全技术标准、房屋安全信息系统、房屋应急抢险机制、房屋安全科普教育、专家决策咨询系统等7个方面,并对其中的主要内容做了初步的阐述。     

多层采空区条件下的高速公路路堑边坡稳定性数值分析

高速公路建设过程中常穿越各种矿山采空区,采空区对路堑边坡的稳定性产生较大的影响。基于有限差分分析的快速拉格朗算法FLAC3D程序,由于具有强大的数值模拟分析功能,可以模拟多种结构形式的地质体,因而广泛应用于各种岩土工程问题。本文结合国家某重点交通项目,采用快速拉格朗算法FLAC3D程序对多层采空区条件下的某路堑边坡稳定性进行了评价,主要包括开挖、注浆和锚固等工况下路堑边坡的应力和位移分析。分析结果表明,采空区经过处理后的路堑边坡是稳定的,FLAC3D应用于多层采空区条件下的路堑边坡稳定性评价是可行的。     

切顶卸压沿空留巷“Y”型通风模式下采空区漏风规律研究

为研究切顶卸压沿空留巷“Y”型通风模式下采空区漏风规律及其导致的瓦斯超限安全问题,以晓南矿1502工作面实施“110工法”为工程背景,对工作面由“U”型通风系统调整为“Y”型通风系统后,采空区漏风较为严重,工作面瓦斯超限的现象进行治理探究,运用CFD技术并结合工作面回采实测参数,对采空区瓦斯分布情况及其治理技术进行模拟分析。模拟结果显示：采取不同管径尺寸的埋管治理效果,以采用300 mm的超大直径埋管抽采效果最好,在进行的抽采措施后,采空区整体瓦斯浓度稳定在0.4%以下,瓦斯积聚问题可得到基本解决。经现场调整工作面通风模式和在回风顺槽向采空区方向采取超大直径埋管抽采的措施后,采空区瓦斯浓度稳定维持在0.1%～0.3%之间,解决了1502工作面存在的瓦斯积聚问题,保证了后续安全生产的顺利进行,为综采工作面瓦斯超限治理提供了借鉴。     

基于组合赋权和未确知测度采空区遗煤自燃风险评价

为了评价采空区遗煤自燃风险的大小,构建了采空区遗煤自燃风险评价模型,该模型基于未确知测度得到单指标测度矩阵,通过改进G1法、改进CRITIC法、离差平方和最大化计算包含主客观因素影响的组合权重,从而确定评价对象的综合测度向量,引入置信度和等级赋值判定评价对象的风险等级和排序。结合建立的模型,从5个方面建立了采空区遗煤自燃风险评价指标体系,确定了指标的未确知测度分布函数,计算得到了评价指标的组合权重和评价对象的综合测度向量,利用置信度和等级赋值判定了4个采空区遗煤自燃的风险等级和排序。评价结果分析显示：评价对象风险等级和排序符合实际情况,评价结果对煤矿防灭火具有指导作用。     

低矮房屋屋面局部风压干扰特性的数值模拟

将一个体型比为1.5∶1∶1的双坡低矮房屋模型屋面划分成若干个典型区域,并进行了屋面局部风压的数值模拟,数值结果与风洞试验结果的对比验证了数值模拟技术在分析低矮房屋表面风压的可靠性。基于数值模拟,分析了施扰房屋模型相对位置变化对受扰房屋屋面局部区域风载体型系数的影响。结果表明:串列布置下,受上游施扰房屋的遮挡影响,受扰房屋屋面各区域体型系数减小明显;并列布置下,受扰房屋屋面各区域体型系数整体增大;错列布置下,受扰房屋屋面各区域体型系数表现出一定的规律性,其大小取决于受扰房屋受到间隙流与施扰房屋尾流影响程度而不同。     

台风“苏迪罗”对福建沿海村镇房屋破坏情况的调研

2015年8月在福建登陆的台风"苏迪罗"对当地沿海村镇房屋造成了很大破坏,为此对福建沿海地区村镇房屋破坏情况和抗风情况进行调研。实地调研发现,被台风破坏的房屋有着共同的特点:小青瓦屋面,整体性差,刚度小,结构老化,连接处薄弱,纵向无抗侧力体系等。台风中沿海村镇房屋的破坏更多是由屋面破坏开始,进而引起墙体破坏,甚至房屋整体坍塌。总结了当地沿海村镇房屋破坏的原因和破坏房屋的主要结构特点,指出了当地沿海村镇房屋建设时存在的一些问题,给出了有利房屋抗风的规划建设和构造措施方面的建议。     

基于区域特征分区的福建省砖混房屋易损性研究

以福建省砖混房屋为研究对象,研究了福建省房屋的区域特点,并定性的对其进行了建筑区域特征分区。然后,结合具有普适性特点的汶川地震区砖混房屋的易损性矩阵的处理结果,探讨了福建省砖混房屋具有区域特征分区特点的易损性分析方法,给出了福建省各地区砖混房屋的易损性矩阵。此方法的提出,对于福建省各个不同地区的城市防灾减灾规划、建筑物的抗震加固改造及有效减轻地震经济损失和人员伤亡等都有重要意义。     

基于抗震设防技术的钢结构建筑的选用与布置

分析了钢结构房屋建设的现状与发展前景,并探讨了钢结构房屋的优越性;然后对钢结构房屋震害的特点及钢结构体系的选用与布置进行了研究,研究成果可供工程设计人员通过设防技术措施加强钢结构房屋抗震性能方面的工作参考。     

四川省房屋数据空间化及在芦山7.0级地震灾情快速评估中的应用

在四川省城乡布局和经济分区的基础上,通过308个房屋数据抽样点(1 km×1 km)并结合土地利用数据,建立分类的房屋数据空间化模型。将其结果应用到芦山7.0级地震震例中,得到以下结论:灾区毁坏与严重破坏房屋数量591 077间,误差为4.1%;房屋直接经济损失估算259.6~300亿元,误差为4.5%~10.2%;死亡人数误差为26.0%~71.9%;受伤人数误差12.7%~22.3%。结果表明:提出的房屋空间化方法较好地体现了实际房屋分布情况,为建立大区域的房屋空间数据提供了途径。用该数据评估得到的灾区房屋倒损、人员伤亡、经济损失数据有较高的可信度。在此基础上以房屋倒损结构类型和面积为指标划分救援区域,为救援力量的合理部署提供依据。     

切顶沿空留巷U+L型通风采场煤自燃风险判定研究

为探究切顶沿空留巷首采面U+L型通风采空区煤自燃危险性,以蒙西棋盘井煤矿东区9-1#层11101工作面为工程背景开展研究。通过封闭耗氧实验,测定得出煤样的耗氧能力弱、不同氧体积分数下煤样的耗氧速度慢、窒熄氧气体积分数(煤耗氧临界值)为15%。通过现场实测确定切顶沿空留巷和工作面的两端压差和漏风分布,现场埋管实测得到回风侧的氧分布数据,搭建了切顶沿空留巷采场相似模拟实验台,得到采场的漏风移动规律。运用CFD仿真探究了切顶沿空留巷采空区的漏风与自燃氧化分布特征,得到采空区可能具有自燃危险的3个区域分别位于开切眼附近、靠近沿空留巷的5～10 m内和工作面后方。提出在尾巷注氮和沿空留巷边界注浆堵漏防灭火措施条件下,可将U+L型通风采空区自燃模式转化为U型通风采空区自燃模式的危险性判定,得到棋盘井矿采空区自燃氧化带的最大宽度为80 m,最低安全推进速度1.2 m/d,无自燃风险,为工程防灭火做出指导。