在采空区的地上建筑物存在的各种各样问题,已经引起了建筑界的工作人员的广泛关注。以下主要是围绕空区的地基、地表沉陷方面如何进行建筑物保护的问题,展开具体的阐述。由于矿区没有充足的土地资源,造成了旧采空区上方修建的建筑物出现多种案例。出现案例事件的对象一般有:民用房、工业厂房、大型汽车,甚至还涉及到综合型的桥梁、铁路、高速路等。引起案件的原因一般都是,没有进行老采空区的“活化”方面的处理,以及未采取科学及时的防护措施。比如刚建成的建筑物就会出现变形和剥落的情形,导致了建筑物的使用功能,其中的原因还有就是没有投入相应的成本解决地基的问题和进行技术的更新,导致了财政的运转不周全。 

  一、建筑房屋下面采空区存在的弊端 

  随着我们国家社会市场经济的突飞猛进,在采空区地面的建筑成功案例也非常突出。只要是老采空区的地基和修建物采取了正确科学的防范措施。在进行采空区上方的工作过程中,不仅要考虑到附加建筑荷载在采空区的平衡和牢固方面发挥的制约作用,还需要立足于采空区原本的的牢固性和活化性方面来维护地面上的建筑,使其保持安全稳定的发展。在我们国家中,绝大部分的建筑物在起地基的时候就及时采取有效防护措施,以维护建筑物的安全性和稳定性,一般都是将填法、堆载预压、强夯法等灵活地应用在地基的保护之中。 

  二、造成采空地区建筑物地基变形的原理 

  第一,采空地区的结构类型。 

  采空地区的弯沉带采动地层具有完整性的层状结构,它的岩石呈现规则的形状,软岩跟着硬岩移动。在裂隙中存在裂块层状结构,它的每个块体之间是相合交叠和挤压的。在一些具有规律的冒落带之间会出现碎裂块的结构,它的岩层具有规则与非规则的特征。散落体的结构一般都是出现在规则冒落带之中,它的岩体的碎块都是比较小的。 

  第二,采空区的“活化”机理。 

  采空区的“活化”机理如下:冒落带岩体的结构之中出现的空隙和残余碎胀的情形比较多,它的结构体现在碎裂与散落方面;在块裂结构出现裂隙的机率比较高,岩体之间是相合重叠的,所以造成了铰接砌体岩梁悬臂梁出现半拱的形状;在采空区的中间部分是全部下沉的,由于各个方向压应力发挥的作用比价高度的集中化,所以造成了冒落的断裂岩的存在。同时因为破裂岩块没有具有可修复性,所以它存在的周期很长,在它的上部区域承受着巨大的负载, 出现了过度的密压,保持了地表的稳定性。 

  第三,采空区砌体岩体梁结构的稳定性。 

  根据多年的施工经验,在开采的过程中,在保持了岩石的稳定性之后,在采空区的边缘可能还有些空洞缺欠冒落岩块的充填。它附近的采空区会出现复合砌体梁结构。砌体梁的离层区的区别是显而易见的。如下图所示。 

  图1:矿区的两侧残余情形 

  经过上图的研究,可知只是部分采动的采空区存在的离层区和砌体梁的也是比较相似的。在外力与外因的共同作用下,出现了大量的裂隙与离层,导致了岩块的结构失去和平衡性和稳固性,形成了区域采空区覆岩“活化”的基本形式。 

  三、采空区问题治理的有效措施 

  我国跟国际上的采空区处治技术水平整体而言,还有待提高。在进行建筑物的下面伏采空区的治理中可以制定合理的施工方案,再进行高级的筛选。这些都需要综合考虑采空区的大小位置、影响的因素、矿的采用方式、地基防护、经济成本、施工技术以及水文自然环境等方面的条件等。不同的采空区所采取的处理方案也是不尽相同的,之间也不存在比较。所以我们在选择治理方案之前,要结合建筑工程的施工特征和进度、综合考虑采空区地基和施工的资源,再选择具有可行性的治理方法。在评价方面可以围绕经济成本、施工技术方面进行客观真实的评价,再根据建筑工程的施工标准,确定其中的施工进度。在进行建筑物的下伏采空区处治的时候,我们可以遵循以下的选择程序。如下图所示。 

  图2:矿区的可行性处治方法 

  四、采空区问题治理需要遵循的原则 

  第一,在每个塌陷区中,需要到实地进行勘察工作,对当地环境的牢固性和平衡性做出合理的分析和正确的判断,并进行全面的监督和控制。没有达到工程施工标准的,可以加强原本的施工处理方案。 

  第二,在进行采空区的治理方案的制定之前,要全面掌握建筑工程的特征,还有要综合考虑其中的地基资源和施工的技术条件,坚持因地制宜的施工原理。 

  第三,为了提高工程的质量,必须要从源头上消除安全的隐患,这就需要提高采空区问题的处理能力,保证治理工程的后期阶段治理的安全性,为工业厂房投产带来巨大的经济效益。 

  第四,有效地遏制安全事故的发生,才能更好地进行机电设备的安全管理工作。施工中的机器要定期地进行检测和维修,确保安全系统的有效性,规范现场施工机器的防护。在购买新设备的时候,要考虑到实施的场地安全问题。负责安全的人员在施工的过程中要按照要求定期对操作的机器检查、并进行安全操作的指示。 

  五、沙沟亦煤矿采空区治理方法的分析思路 

  采空区问题的治理属于一项综合型的投资工程,它带来了巨大的影响和经济效益。它的治理具有地域性的区别,因为地质问题会直接影响到治理方案的实现。采空区的治理方案是多种多样的。我们需要从不同的渠道进行调查,获取不同的资料。可行的治理方案,具备很强的解决问题能力。根据多年的施工积累的经验,全面分析采空区的内部环境和外部环境,制作出多项设想方案。 

  在沙沟亦煤矿采空区治理的过程中,可以遵循系统层次性和系统工程学原理,了解实际过程的各个环节,灵活应用层次的分析法和模学的构造,不断提高和优化选采空区的治理方案评价体系。 

  经过沟亦煤矿采空区的治理过程,全面控制其中地质、地基等方面的条件,从而采取多项防护措施,并对其中的稳定性进行综合的评价。我们可以总结出以下几方面的特征:煤矿采空区的规模大,形状分布比较随机,呈现不规则的特征,井下的维护工作不到位。如今采空区较好地保持稳定性,只是其中出现了顶板岩体与冒顶塌落的变形;主要由泥岩、黄土和侏罗系的砂组成地质层的部分。遇上大量的雨水或者是大型的工程活动,很容易造成采空地区的下沉;沙沟亦煤矿采空地区的研究,主要是因为煤柱压迫底板、底鼓造成顶板坍塌、煤柱的破坏,从而造成了地面塌陷。 

  六、结语 

  煤矿建筑安全设计问题分析是一项多样化复杂化的系统工作,涉及的范围和行业非常广泛。目前的煤矿建筑工程还是存在很大的安全隐患,防患于未然,安全事故不容忽视。综上所述,了解造成采空地区建筑物地基变形的原理在采空区和沙沟亦煤矿采空区的治理中采取相应的治理方案。