古建筑压煤开采对斜坡上覆堆积层变形扰动影响研究
安成纪1
龙建辉2
胡海峰2
李旭鹏3
李美平4
李娟2
1.太原理工大学地球科学与测绘工程学院,山西太原 030024;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西西安 7100652.太原理工大学地球科学与测绘工程学院,山西太原 0300243.山西省交通新技术发展有限公司,山西太原 0300064.山西冶金岩土工程勘察有限公司,山西太原 030032
摘要：针对缓倾顺层斜坡上覆堆积层的采动稳定性与变形机理的研究,特别是从协调地下资源开采与地上文物古建筑安全防护视角出发的研究处在探索阶段.以山西省宝应寺斜坡堆积层为研究对象,基于地表动态监测与地质过程机制分析,结合数值模拟研究了堆积层稳定性与地表裂缝成因机制,并探讨优化了开采方式.研究表明:①长壁式地下开采是引起堆积层变形的诱因,堆积层软弱特性与斜坡软硬互层结构是其变形内因.堆积层下伏基岩变形模式为垂向挤压水平拉张,对堆积层变形具有放大效果,牵动其产生地裂缝.堆积层变形破坏机制为:坡下采空—覆岩弯曲—侧岩倾倒变形—下伏岩层应力集中—牵动拉裂;②堆积层裂缝分布在上坡方向采空区工作面端部附近,平面上近似平行,呈"之"字或锯齿状.地物裂缝较之地表裂缝数量更多、但规模更小,寺院建筑群受隐伏张性地裂缝影响致地基形变造成地面以上结构开裂;停采后监测期内,堆积体变形速率趋于收敛,残余变形消减,由变形移动转为基本稳定;③完全采空后,堆积层表现为以下错为主的拉张变形,剪应变显现,持续开采条件下堆积层变形程度将加剧.下伏基岩最大主应力增量达1 080.75％,拉应力集中;④短壁房式开采留设区段煤柱利于减小堆积层变形.研究为认识地下资源开采扰动斜坡上覆堆积层变形破坏与寻求古建筑压煤开采文物保护解决方案提供了参考.
关键词：建筑物下压煤采空区顺层斜坡堆积层变形监测
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：山西省自然科学基金资助项目(202103021224112)
论文发表日期：2024-10-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 169-180 )
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