采动区建筑物损害评价研究(编辑修改稿)

采动区建筑物损害评价研究(编辑修改稿)内容摘要：

有鉴于此，我国部分矿区如峰峰矿区等根据本矿区的建筑物下采煤实践指定适合于本矿区的采动区建筑物破坏等级评定标准（见下表 23）峰峰矿区还采用深厚比和建筑物的与工作面的相对关系、总变形指标等方法来判别采动区建筑物的破坏程度。 河南理工大学本科毕业论文 13 表 23 峰峰矿区地面建筑物破坏程度与地表变形关系 破坏程度 破坏特征 地表变形值 倾斜 i/（ mm/m） 曲率 k/（ mm/m） 水平变形ε /（ mm/m） 轻度破坏 房屋墙壁出现微小裂缝，不修理不影响使用 3～ 5 ～ ～ 3 中度破坏 房屋墙壁出现明显裂缝、门窗变形，房屋结构未遭破坏，需修理方可使用 5～ 10 ～ 3～ 6 严重破坏 房屋墙壁出现大裂缝，房屋结构（如承重墙）受到破坏，房梁抽出，有倒塌危险，需大修方可使用 ＞ 10 ＞ ＞ 6 从以上分析可见看出，不同矿区应根据本矿区建筑物下采煤实践经验制定适合与本矿区的建筑物损坏评定标准。 开采沉陷对建筑物的影响是非常复杂的，它与建筑物所 处的位置、所受的变形类型、建筑物类型、长度、高度、使用年限、地表移动变形值的大小、地基性质等多种因素有关。 这些影响因素最终表现为建筑物移动变形的大小和破坏程度的差异性。 要充分认识建筑物破坏与地表移动变形之间的关系，必须首先研究地表移动变形与建筑物移动变形间的关系和规律，为建立采动区建筑物破坏评定标准、进行采动区建筑物损坏评定和加固设计提供基础依据。 因此，研究采动区建筑物移动变形与地表移动变形值间的关系具有理论和实践意义。 建筑物损坏评定标准涉及因素较多，是一项复杂的系统工程。 制定采动区建筑物破坏评定标准的关 键是对建筑物损坏评定指标的正确选择和认识，只有在此基础上才能合理地评定采动对建筑物的影响程度并采取经济可行的惊吓开采措施和地面建筑物结构措施，以最大限度地采出矿产资源，和合理的对建筑物所有者进行补偿。 不但能促进国民经济的发展，又促进和谐社会的建立。 因此，在以后对不同矿区建筑物破坏评定标准进行的研究，是非常重要的。 河南理工大学本科毕业论文 14 3 采动区建筑物的鉴定 对象 房屋的主体结构是指在房屋建筑中，由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系。 主体结构要具备足够的强度、刚度、稳定性，用以承受建筑物上的各种负载，如 ：地基、承重墙等，建筑物主体结构可以由一种或者多种材料构成。 在采动区对建筑物造成损害之后，煤矿企业需要对建筑物的所有者进行赔偿，而其赔偿的多少，就需要对建筑物的主体结构进行调查，考虑各种因素之后进行赔偿。 采动区建筑物损害补偿因素调查分析 影响采动区建筑物损害的因素有很多种，既有内因又有外因：内因包括建筑物自身的结构形式、长度、高度、所处采区位置、地基状况、使用年限等因素的影响；外因主要是地表变形和曲率，这也是采动区建筑物损害的最根本、最直接的影响因素．各种因素共同对建筑物的共同作用，对准确评价 建筑损害造成了极大的困难。 因此，在实际工作中，不可能对诸多的影响因素一一去研究，只需对一些重要的影响因素进行分析，即可准确的评定沉陷区建筑物损害程度。 地表变形 影响采区建筑物的地表变形因素主要是地表曲率、水平变形和倾斜，规范中也是用这 3个指标来判定建筑物的损害程度的。 危险移动边界是评定在地表变形中对采区建筑物有无损害的边界 (见 图 1中 A、 B、 C、 D)，也是判定建筑物修与不修的边界。 目前，我国采用的危险边界临界值为： i=3 mm／ m、￡ =2 mm／ m、 k=0． 2 mm／ m2，以这些指标在地表下沉 盆地圈定的范围是对建筑物有损害的。 建筑物所处沉陷盆地位置 由于沉陷盆地各处的地表变形大小不同，导致各处对建筑物的损害程度不相同．充分采动时，最为有利的位置是建筑物位于移动盆地中央，长轴垂直于煤层走向，如上图中 a；较有利的位置是处于下沉盆地危险边界以内，建筑物长轴平行于煤层走向，如上图中 b；属于一般的位置是在下沉盆地中部附近，建筑河南理工大学本科毕业论文 15 物长轴平行于煤层走向，如上图中 c；较不利的位置是建筑物长轴垂直于煤层走向，如图 1中 d；最为不利的位置是建筑物处于下沉盆地的拉仲区，建筑物的长轴方向与煤层走向呈斜交。 图 1 采动区建筑物 对于相同的损害状况的建筑物，如裂缝宽度相同，判定的损害等级一致，处于不利位置的建筑物应相应提高补偿标准。 建筑物使用时间 建 筑物的使用时间关系着建筑物的实际使用价值的，在对采动区损坏的建筑物进行经济补偿的时候，应该把建筑物的实际使用时间考虑进去，对建筑物的价值进行折旧处理，计算出建筑物现有实际价值，以此作为煤矿企业的补偿标准。 国家煤炭工业局 2020年 5月颁布的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中，给出了建筑物的折旧系数（表 31） 表 31 建筑 物折旧系数 建筑年限 /年 ＜ 5 5～ 10 11～ 15 16～ 20 21～ 40 ﹥ 40 折旧率 /% 0 5～ 15 16～ 25 26～ 35 36～ 65 ﹥ 65 注：仅适用于农村房屋；当地有具体规定者按当地标准选用。 建筑物的结构 不同的建筑物具有不同的结构。 世界上的建筑物一般有 混凝土结构、砌体河南理工大学本科毕业论文 16 结构、钢结构、轻型钢结构、 砖混结构、 木结构和组合结构等。 不同的建筑物具有不同的结构，而不同结构的建筑物就具有不同的价值。 而我国一般的建筑物多采用了砖混的结构。 国家煤炭工业局 2020年 5月颁布的《建筑物、水 体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中，给出了砖混结构建筑物的补偿比率（如表 32）。 表 32 砖混结构建筑物补偿比率 损坏等级 墙体裂缝宽度 损害分类 结构处理 补偿比率 Ⅰ 1 自然间砖墙上出现宽度 1～ 2mm的裂缝 极轻微损坏 不修 1～ 5 Ⅰ 2 自然间砖墙上出现宽度小于 4mm的裂缝，多条裂缝总宽度小于 10mm 轻微损坏 简单维修 6～ 15 Ⅱ 自然间砖墙上出现宽度小于 15mm的裂缝，多条裂缝总宽度小于 30mm 轻度损坏 小修 16～ 30 Ⅲ 自然间砖墙上出现宽度小于 30mm的裂缝 ，多条裂缝总宽度小于 50mm 中度损坏 中修 31～ 65 Ⅳ 1 自然间砖墙上出现宽度小于 30mm的裂缝，多条裂缝总宽度大于 50mm 严重损坏 大修 66～ 85 Ⅳ 2 自然间砖墙上出现严重交叉裂缝、上 下贯通裂缝及墙体严重外斜、歪斜 极度严重损坏 拆建 86～ 100 注：当地有具体规定者，按当地标准选用 开采损害技术鉴定方法 开采损害技术鉴定的主要内容是确定煤矿的开采影响边界和影响程度（建筑物损害等级确定），建筑物损害等级的确定相对简单，可依据上述《规程》进行认定，而开采影响边界的确定较为复 杂。 在某些情况下，煤矿尤其是国营大矿会提供真实的额开采资料，此时鉴定工作相对简单；多数情况下煤矿尤其是私营小煤矿不愿提供真是的开采资料，此时鉴定工作便相对复杂，需要鉴定人员根据地表情况进行综合判别。 根据开采资料进行技术鉴定 河南理工大学本科毕业论文 17 在掌握准确地质采矿资料情况下，根据井上下对应关系，可以采用地表移动变形预计、移动角值计算、数值计算、相似材料模拟等几种方法进行开采损害技术鉴定。 ① 地表移动变形预计 在掌握真实开采资料的情况下，可以通过地表移动变形预计的方法确定开采对地表的影响范围。 目前，我国多采用概率积 分法进行地表移动变形预计，概率积分法也是《规程》中指定的计算方法。 通过地表移动变形预计，可以获得开采引起的地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形值，从而不但可以确定出开采影响边界，而且可以根据《规程》确定出建筑物受到的开采影响程度即破坏等级。 在某些情况下可以采用预计的房屋破坏等级进行赔偿，如房屋在开采前就已经受到明显破坏的情况。 ②由移动角值确定 这里的移动角值是指移动角、边界角、房屋裂缝角等，下面分别叙述。 根据《规程》，我国煤矿在留设建筑物保护煤柱时都采用移动角进行留设。 事实上，许多煤矿按移动角留设 保护煤柱后仍有部分建筑物产生损坏，导致矿村双方产生纠纷。 分析其原因：移动角是指在充分采动或者接近充分采动情况下地表移动盆地主断面上三个临界变形值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角；移动角对应的地表临界变形值为倾斜 3mm/m、曲率 ㎡、水平变形 2mm/m，在移动角确定的范围之外地表仍存在一定变形并会导致普通房屋产生Ⅰ级破坏，我国许多民房建筑质量较差，可能产生Ⅱ级破坏。 因此，在进行开采损害技术鉴定时不能采用移动角进行鉴定，这样对房主不公平。 边界角，是指在充分采动或接 近充分采动条件下地表移动盆地主断面上盆地边界点至采空区边界连线与水平线在煤柱一侧的夹角。 如果采用边界角进行鉴定，圈定的影响范围将非常大，煤矿难以接受且不符合国家政策。 为了保证鉴定科学公正Ⅱ矿村双方都能接受，建议今后进行开采损害技术鉴定时采用房屋裂缝角进行鉴定。 房屋裂缝角介于移动角和边界角之间。 根据兖州兴隆庄 4326建筑物观测站实测资料，该矿区普通民房房屋产生小裂缝的最小变形值如下：曲率 k=㎡、水平拉伸变形ε =。 结合 4326地表观测站观测数据获得该矿区普通民房的综合房屋裂缝角为 176。 河南理工大学本科毕业论文 18 在采用移动角值确定开采影响边界时务必注意其使用条件：充分或接近充分采动，在非充分采动时该方法不能采用。 ③其他 除进行地表移动变形预计和用移动角值确定开采影响范围外，数值模拟计算和相似材料模拟试验有时也应用于开采损害技术鉴定中，但这些方法只能进行定性分析，只能作为辅助鉴定技术手段。 在鉴定遇有断层、重复采动、非充分采动等特殊情况时，应具体问题具体分析、理论结合实际。 对于断层，有时使地表移动范围增大、有时减少，在断层露头地区往往出现比较大的地表裂缝。 重复采动时岩层和地表移动过程加剧，会使下沉盆 地增大，根据我国的实测资料，在重复采动时下沉系数较初次采动增大 10%到 20%单不大于 ；边界角减少 5176。 到 10176。 ，移动角减少 10176。 到 15176。 非充分采动时地表移动变形值均较小，地表沉陷盆地也较小，此时不能简单地采用移动角值圈定开采影响范围。 此外，地下水位下降引起的沉陷并导致房屋损害情况屡见不鲜，地下水位下降的原因很多，农业用水、其他工业用水、煤矿抽水等可能都引起，不能一概而论，应结合具体情况的进行具体分析。 根据房屋及地表损害特征进行技术鉴定 在煤矿不提供真实开采资料的情况下，可以通过对地表 开 采显现特征。