采動(dòng)影響區(qū)房屋損害地表移動(dòng)變形臨界值研究

徐乃忠，高 超，劉 貴，孫萬(wàn)明

(1.天地科技股份有限公司 開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部，北京 100013；2.煤炭科學(xué)研究總院 開(kāi)采研究分院，北京 100013；3.中國(guó)煤炭學(xué)會(huì) 煤礦開(kāi)采損害技術(shù)鑒定委員會(huì)，北京 100013)

采動(dòng)影響區(qū)房屋損害地表移動(dòng)變形臨界值研究

徐乃忠1,2,3，高 超1,2，劉 貴1,2，孫萬(wàn)明1,2

(1.天地科技股份有限公司 開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部，北京 100013；2.煤炭科學(xué)研究總院 開(kāi)采研究分院，北京 100013；3.中國(guó)煤炭學(xué)會(huì) 煤礦開(kāi)采損害技術(shù)鑒定委員會(huì)，北京 100013)

采動(dòng)影響區(qū)地表移動(dòng)變形通過(guò)房屋基礎(chǔ)與周?chē)馏w的摩擦力傳遞給上部結(jié)構(gòu)，在房屋墻體內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)移動(dòng)變形超過(guò)墻體的擾動(dòng)影響最大承受值時(shí)，導(dǎo)致房屋拉破壞或壓破壞，對(duì)采動(dòng)區(qū)地表房屋造成損害。為解決采煤沉陷區(qū)礦方與百姓就房屋損害技術(shù)鑒定責(zé)任劃分，以及村莊下開(kāi)采工作面合理布置與尺寸優(yōu)化問(wèn)題，分析了地表水平變形與房屋墻體水平變形的關(guān)系，應(yīng)用多研究手段推導(dǎo)出采動(dòng)區(qū)房屋損害地表水平變形臨界值的計(jì)算公式；同時(shí)引入了房屋損害裂縫角的概念，并提出了該角值的理論計(jì)算方法。結(jié)果表明：地表水平拉伸變形達(dá)到0.61mm/m，而水平壓縮變形達(dá)到-1.33mm/m，采動(dòng)影響區(qū)房屋墻體將會(huì)在薄弱部位出現(xiàn)采動(dòng)裂縫，從而對(duì)房屋造成開(kāi)采損害；礦區(qū)房屋損害裂縫角臨界值約為58°，房屋裂縫角介于邊界角和移動(dòng)角之間。

房屋損害；地表移動(dòng)變形；臨界水平變形；墻體附加應(yīng)力；房屋損害裂縫角

我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量大、分布范圍廣，“三下”壓煤量大，特別是華北、東北和華中地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大中型礦井“三下”壓煤量達(dá)到14Gt，其中建筑物下壓煤量為8.76Gt，并且建筑物下壓煤量的60%為村莊下壓煤[1]。

地面建筑設(shè)施是人類(lèi)生活與生存的必要條件，井下煤礦開(kāi)采將造成地表出現(xiàn)不同程度的變形，進(jìn)行建筑物下安全采煤的關(guān)鍵是在建筑物本身抵抗變形能力的基礎(chǔ)上，保證建筑物安全使用。地表變形值大于臨界變形值后，建筑物會(huì)出現(xiàn)不同程度的破壞。國(guó)外于15世紀(jì)就已涉及建筑物下采煤工作，我國(guó)建筑物下采煤的研究試驗(yàn)工作始于20世紀(jì)50年代初，經(jīng)過(guò)60余年的研究與實(shí)踐，形成具有中國(guó)特色的建筑物下采煤成果：建筑物下采煤的主要方法有全柱開(kāi)采、條帶開(kāi)采、房柱式開(kāi)采、協(xié)調(diào)開(kāi)采、限厚開(kāi)采、充填開(kāi)采、離層區(qū)注漿開(kāi)采[2]、留設(shè)不規(guī)則煤柱開(kāi)采等。

在煤礦沉陷區(qū)內(nèi)，地面建筑物的損害過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的過(guò)程，人們也越來(lái)越重視煤礦開(kāi)采造成的建筑物損害問(wèn)題。在采煤實(shí)踐過(guò)程中，建筑物在薄弱結(jié)構(gòu)部位出現(xiàn)裂縫時(shí)的臨界狀態(tài)問(wèn)題更加受到關(guān)注。煤礦沉陷區(qū)影響范圍內(nèi)的建筑物墻體出現(xiàn)裂縫時(shí)的房屋損害角值與地表移動(dòng)變形臨界值參數(shù)的確定，成為一個(gè)非常重要的研究課題。

1 國(guó)內(nèi)外建筑物破壞等級(jí)與地表移動(dòng)變形關(guān)系

在建筑物本身具有的一定抵抗變形能力特性基礎(chǔ)之上，保證建筑物的安全使用是進(jìn)行建筑物下安全采煤的關(guān)鍵，當(dāng)?shù)乇硪苿?dòng)變形對(duì)建筑物的影響在建筑物的抵抗變形臨界值范圍內(nèi)時(shí)，建筑物能夠正常使用，且不影響建筑物的外觀價(jià)值。地表臨界移動(dòng)變形值一般認(rèn)為是建筑物不出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的裂縫所允許的地表最大移動(dòng)變形值。在開(kāi)采建筑物下壓覆煤炭資源時(shí)，首先對(duì)工作面的開(kāi)采沉陷情況進(jìn)行地表沉陷預(yù)計(jì)，再由預(yù)計(jì)結(jié)果參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定建筑物損害程度，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的井下開(kāi)采措施或地面建筑物加固措施，最后確定出經(jīng)濟(jì)合理的開(kāi)采方案。由此可見(jiàn)，研究采動(dòng)區(qū)建筑物的臨界變形值對(duì)于建筑物下安全采煤具有關(guān)鍵性作用。

1.1 我國(guó)建筑物破壞等級(jí)與地表移動(dòng)變形關(guān)系

在我國(guó)煤礦區(qū)，村民房屋結(jié)構(gòu)大多數(shù)為磚混或磚木結(jié)構(gòu)，少數(shù)房屋為窯洞、彩鋼、木竹排架或土坯結(jié)構(gòu)，且大多為平房、建筑尺寸小于20m。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與地表移動(dòng)變形值往往采用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》[3]中的建筑物破壞等級(jí)劃分，并按照建筑物損壞程度不同，將建筑物的損壞分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ與Ⅳ4個(gè)等級(jí)，但對(duì)地表移動(dòng)變形使得建筑物出現(xiàn)裂縫的最小值沒(méi)有明確規(guī)定。

各區(qū)域地質(zhì)采礦條件、建筑形式與結(jié)構(gòu)形式等不同，建筑物破壞的臨界變形值也有所差異。峰峰礦區(qū)[4]在文獻(xiàn)[3]的基礎(chǔ)之上考慮到自身建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地質(zhì)采礦條件等應(yīng)用地表移動(dòng)變形值大小與總變形指標(biāo)Δl將建筑物破壞程度劃分為輕度、中度與嚴(yán)重3個(gè)級(jí)別。

合山柳花嶺礦區(qū)[4]根據(jù)磚木結(jié)構(gòu)和土筑墻住宅下的開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)，得到建筑物破壞等級(jí)，并將地表水平變形值<1.0mm/m確定為Ⅰ級(jí)變形，將地表水平變形值1.0～2.0mm/m確定為Ⅱ級(jí)變形。

根據(jù)棗莊礦區(qū)和本溪礦區(qū)[4]兩礦區(qū)附近建筑物的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)毛石條形基礎(chǔ)、磚墻、木屋架平瓦屋面的平房受地表沉陷影響的破壞程度及其對(duì)應(yīng)地表點(diǎn)的變形觀測(cè)分析，以文獻(xiàn)[3]為模板、結(jié)合本礦區(qū)的建筑特征，將建筑物破壞程度進(jìn)行了分級(jí)。

此外，河南鶴壁與焦作、江蘇徐州、山西陽(yáng)泉等多個(gè)礦區(qū)[5]，也建立了適合本礦區(qū)的建筑物破壞等級(jí)與地表移動(dòng)變形對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1.2 國(guó)外建筑物破壞等級(jí)與地表移動(dòng)變形關(guān)系

不同國(guó)家因建筑物本身特性不同，其臨界移動(dòng)變形值也不盡相同，表1列出了一些國(guó)家建筑物的允許變形值。由該表可知，對(duì)于地表水平變形對(duì)建筑物的損壞等級(jí)情況，中國(guó)沒(méi)有就地表水平壓縮變形對(duì)建筑物的破壞限值給出準(zhǔn)確數(shù)值。

表1 地表移動(dòng)變形的限值和建筑物的破壞(保護(hù))等級(jí)[4]

波蘭將保護(hù)煤柱定義為井田煤炭?jī)?chǔ)量資源的一部分，這部分煤炭可以進(jìn)行開(kāi)采，但必須采取專(zhuān)門(mén)的井下技術(shù)開(kāi)采措施和地面建筑結(jié)構(gòu)加固措施，以確保地面建筑物的完整性。

2 房屋水平變形臨界值的確定

房屋基礎(chǔ)受地表移動(dòng)變形影響將部分值傳遞給上部房屋墻體，由于房屋具有一定承受地表附加應(yīng)力變形影響的能力，故地表移動(dòng)變形不能等同于房屋墻體移動(dòng)變形。井下煤層采出后，地表形成下沉盆地，當(dāng)研究分析房屋的臨界損害變形值時(shí)，對(duì)于礦區(qū)建筑多是農(nóng)村百姓自建的住宅建筑，因其房屋具有基礎(chǔ)較小、長(zhǎng)度較小、高度較小等特點(diǎn)，下沉、傾斜變形、曲率變形對(duì)房屋的影響程度較小，且房屋多抗壓不抗拉，因此應(yīng)主要研究地表的水平變形值與房屋保護(hù)等級(jí)限值的關(guān)系。

地表水平變形是引起房屋破壞的重要因素，水平變形對(duì)房屋的影響程度與地表水平變形值、房屋結(jié)構(gòu)、房屋平面尺寸、房屋建筑材料、施工質(zhì)量、基礎(chǔ)深度、基礎(chǔ)類(lèi)型等多因素有關(guān)。地表水平變形通過(guò)周?chē)馏w與房屋基礎(chǔ)的摩擦力而傳遞給墻體結(jié)構(gòu)，使房屋墻體內(nèi)產(chǎn)生附加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，導(dǎo)致房屋產(chǎn)生拉破壞或壓破壞。煤礦開(kāi)采沉陷引起的地表水平變形有被動(dòng)土壓力產(chǎn)生水平壓縮變形和由地基土摩擦力引起的水平拉伸變形之分。

2.1 地表水平變形與房屋墻體水平變形關(guān)系分析

應(yīng)用我國(guó)各礦區(qū)民房墻體與地面移動(dòng)變形的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)采沉陷學(xué)科相關(guān)學(xué)者[6-7]通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)回歸得出煤礦區(qū)村莊房屋墻體水平變形ε墻與地表水平變形ε地之間的關(guān)系。

民房墻體拉伸變形與地表拉伸變形之間的關(guān)系為：

ε墻=0.7465ε地-0.1780

(1)

民房墻體壓縮變形與地表壓縮變形之間的關(guān)系為：

ε墻=0.2876ε地-0.1033

(2)

村莊下采煤對(duì)房屋的破壞程度主要取決于地表水平變形值及房屋的抗變形能力，不同的地表水平變形值、房屋結(jié)構(gòu)對(duì)房屋的影響程度存在差異。房屋下安全采煤的關(guān)鍵是對(duì)采動(dòng)區(qū)房屋損壞程度進(jìn)行正確評(píng)定。目前，采動(dòng)區(qū)房屋損壞評(píng)定的主要依據(jù)是房屋墻面裂縫大小。

采煤影響區(qū)農(nóng)村房屋多為毛石帶形或圈梁基礎(chǔ)的普通燒磚砌體結(jié)構(gòu)房屋，建筑形式和建筑結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)陋；與鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋相比，農(nóng)村房屋抵抗地表水平變形的能力較差。由于房屋抗拉伸能力遠(yuǎn)小于抗壓縮能力，因此較小的地表水平拉伸變形就能使房屋沿磚砌體的結(jié)合縫或房屋的薄弱結(jié)構(gòu)點(diǎn)(如房梁連接處、預(yù)制板間)產(chǎn)生拉張裂縫。

2.2 墻體附加應(yīng)力計(jì)算

確定煤礦采動(dòng)區(qū)房屋破壞地表水平變形臨界值的關(guān)鍵是確定采動(dòng)區(qū)房屋地基反力大小與形式，從而合理地確定采動(dòng)區(qū)房屋破壞時(shí)地基土對(duì)房屋地基的側(cè)壓力與基底壓力大小。

2.2.1 采動(dòng)區(qū)房屋地基側(cè)向壓力計(jì)算

對(duì)于中等密實(shí)度的砂質(zhì)黏土，由于采動(dòng)影響至地表地基土?xí)r，當(dāng)土體達(dá)到被動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，由摩爾-庫(kù)倫準(zhǔn)則可得主應(yīng)力表達(dá)的極限平衡方程[8]：

(3)

式中，σ1與σ3分別為最大和最小主應(yīng)力；c為土的黏聚力；φ為土的有效內(nèi)摩擦角。

房屋地基土壓力也由兩部分組成：第一部分由土的自重應(yīng)力γz產(chǎn)生，該值與深度z成正比，房屋地基土頂面z=0時(shí)，地基土壓力為0；地基土底部z=h時(shí)(h為房屋地基的深度)，地基土壓力為γz·tan2(45°+φ/2)，因此這部分地基土壓力呈線性三角形分布，如圖1中的ABC部分。第二部分由地基土的黏聚力產(chǎn)生，大小為2c·tan(45°+φ/2)，為一常數(shù)，與深度z無(wú)關(guān)，因此該部分土壓力呈矩形分布，如圖1中的ABDE部分。

圖1 地基土壓力分布示意

取采動(dòng)影響區(qū)房屋地基單位長(zhǎng)度進(jìn)行梯形面積的計(jì)算，得到房屋地基承受土總的側(cè)向壓力F1為：

(4)

2.2.2 采動(dòng)區(qū)房屋墻體基底壓力計(jì)算

煤礦采動(dòng)影響區(qū)房屋承重墻一般是24墻(墻體磚的厚度24cm)，抹灰及飾面層一般不受力。農(nóng)村房屋多坐北朝南，前墻為南墻均設(shè)計(jì)有窗戶，屋頂多以木梁、預(yù)制板或磚石拱將屋頂應(yīng)力傳遞至房屋山墻，并且經(jīng)研究表明該類(lèi)建筑屋頂荷載傳遞至前后墻的載荷不超過(guò)全部載荷的6%[9]。

通過(guò)近些年來(lái)煤礦開(kāi)采損害技術(shù)鑒定委員會(huì)相關(guān)工作人員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料可知，由于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素影響，采動(dòng)影響區(qū)房屋的南面墻窗戶頂部或門(mén)過(guò)梁頂部墻體裂縫最明顯也最容易出現(xiàn)裂縫。因此以房屋南墻為研究對(duì)象，在不考慮其他地質(zhì)條件與缺陷因素的影響下，房屋墻體單位長(zhǎng)度基底壓力F2約等于南面立墻的自重應(yīng)力，可表達(dá)為

F2=ρ(H+h)

(5)

式中，ρ為房屋墻體的重度，kN/m3，H為房屋的墻體高度，m。

2.3 地表水平變形臨界值的計(jì)算公式推導(dǎo)

沉陷區(qū)影響范圍內(nèi)，地表水平變形通過(guò)基礎(chǔ)與周?chē)鼗廉a(chǎn)生的摩擦力而將部分變形值傳遞給墻體結(jié)構(gòu)，在房屋墻體內(nèi)部產(chǎn)生附加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，房屋墻體將沿著墻體的薄弱結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)產(chǎn)生裂縫，給房屋外表美觀、使用功能及安全穩(wěn)定性造成不同程度的損壞。采動(dòng)區(qū)房屋地基摩擦力f的計(jì)算公式為

f=μ·N

(6)

式中，μ為地基土與房屋地基的摩擦系數(shù)；N為地基土對(duì)房屋地基的壓應(yīng)力。

受采動(dòng)影響房屋墻體內(nèi)部的局部附加應(yīng)力σ可表示為

σ=f/A

(7)

式中，A為研究房屋墻體薄弱部位的面積。

在地表水平變形產(chǎn)生的附加應(yīng)力情況下，沉陷區(qū)房屋墻體出現(xiàn)應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變值集聚到一定程度就會(huì)在房屋墻體出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的采動(dòng)影響裂縫。房屋墻體的應(yīng)變?chǔ)艍捎洖?/p>

ε墻=σ/E

(8)

式中，E為研究房屋砌體墻的彈性模量。

(9)

(10)

(11)

當(dāng)取得煤礦區(qū)建筑房屋地基土的相關(guān)參數(shù)情況下，一方面可以結(jié)合開(kāi)采沉陷地表預(yù)計(jì)方法，確定各個(gè)工作面周邊對(duì)應(yīng)地表位置的水平變形值，應(yīng)用該計(jì)算公式指導(dǎo)工作面的合理設(shè)計(jì)與規(guī)劃，從而防止井下工作面回采對(duì)礦區(qū)地表房屋的開(kāi)采沉陷損壞；另一方面可以應(yīng)用該計(jì)算公式解決礦區(qū)與地方百姓的開(kāi)采損害技術(shù)鑒定責(zé)任劃分問(wèn)題，同時(shí)為劃定出受井下工作面采動(dòng)影響房屋裂縫范圍提供技術(shù)依據(jù)。

2.4 應(yīng)用實(shí)例

山西省朔州市某礦區(qū)49206工作面北部建有村莊，大部分房屋建于20世紀(jì)80—90年代，房屋結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要有土拱窯結(jié)構(gòu)、磚混預(yù)制板結(jié)構(gòu)與磚木結(jié)構(gòu)3種類(lèi)型；我國(guó)華北地區(qū)河北、河南、山東、山西等省份房屋墻體高度、墻體厚度和窗戶尺寸大體相等，且多為老式建筑，房屋尺寸形似性較高。該區(qū)域房屋的墻體高度H約為3.0m，房屋地基的深度h約為0.7m，主房多坐北朝南，南墻墻體厚度n為0.24m，最大單間跨度l為4.5m，窗戶寬度m約為1.8m。

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定[10-11]與相關(guān)規(guī)范[12]得到地基土的重度γ為18.5kN/m3，有效內(nèi)摩擦角φ為24°，黏聚力c為42kPa，地基土與地基的摩擦系數(shù)μ為0.45，普通燒磚砌體墻的彈性模量E為3200MPa，普通燒磚墻體的重度ρ為24.0kN/m3。

由此可知，在煤礦采動(dòng)影響作用條件下，地表水平拉伸變形達(dá)到0.61mm/m，而水平壓縮變形達(dá)到-1.33mm/m，采動(dòng)影響區(qū)房屋墻體將會(huì)在墻體的薄弱部位出現(xiàn)采動(dòng)影響裂縫，從而對(duì)房屋造成開(kāi)采損害。

3 房屋損害裂縫角臨界值的確定

移動(dòng)角[12]對(duì)應(yīng)沉陷區(qū)地表臨界變形值為水平變形2mm/m，傾斜變形3mm/m與曲率變形0.2×10-3/m中最外側(cè)點(diǎn)，在移動(dòng)角范圍之外的地表仍存在一定程度的移動(dòng)與變形，有可能導(dǎo)致房屋產(chǎn)生極輕微或輕微損壞；我國(guó)多數(shù)礦區(qū)民房采用的建筑結(jié)構(gòu)抵抗變形能力較差、施工質(zhì)量不滿足要求，也可能產(chǎn)生輕度損壞。因此，在進(jìn)行煤礦開(kāi)采損害技術(shù)鑒定與地表沉陷預(yù)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同情況區(qū)別對(duì)待。

如果以邊界角[13]為房屋損害判定依據(jù)，則圈定的影響范圍將較大，且不符合國(guó)家相關(guān)煤炭合理開(kāi)采政策。為保證礦區(qū)房屋損害技術(shù)鑒定科學(xué)公正，礦方與百姓雙方均能接受，為此，提出了房屋損害裂縫角的概念：在接近充分采動(dòng)或充分采動(dòng)條件下，將地表沉陷盆地主斷面上距離工作面最近且不產(chǎn)生裂縫的房屋，與對(duì)應(yīng)的工作面開(kāi)采邊界相連，和水平面在煤柱一側(cè)的夾角稱(chēng)為房屋裂縫角。房屋裂縫角介于邊界角和移動(dòng)角之間，今后進(jìn)行煤礦開(kāi)采損害技術(shù)鑒定與井下工作面的開(kāi)采規(guī)劃時(shí)，建議采用房屋損害裂縫角作為房屋是否受采動(dòng)影響損害的判斷依據(jù)。

對(duì)于下沉盆地范圍內(nèi)沿煤層走向方向任意點(diǎn)水平變形公式為

(12)

對(duì)于下沉盆地范圍內(nèi)沿煤層傾向方向任意點(diǎn)水平變形公式為：

(13)

式中，b為水平移動(dòng)系數(shù)；Wcm為地表最大下沉值；θ為開(kāi)采影響傳播角；iy(x,y)為沿傾向方向的傾斜變形值；r為主要影響半徑;η，ζ分別為開(kāi)采單元的橫縱坐標(biāo)值。

應(yīng)用公式(12)與(13)，在取得該礦區(qū)開(kāi)采沉陷計(jì)算參數(shù)(下沉系數(shù)q，水平移動(dòng)系數(shù)b，主要影響角正切值tanβ與開(kāi)采影響傳播角θ)的情況下，即可根據(jù)該礦區(qū)的房屋墻體水平拉伸變形臨界值求得該礦區(qū)的房屋損害裂縫角臨界值。

山西省朔州市某礦區(qū)49206工作面參照朔州礦區(qū)多個(gè)煤礦的地質(zhì)采礦條件，可以確定該礦區(qū)的綜合邊界角約為52～56°，綜合移動(dòng)角約為69～72°。應(yīng)用上述公式求得該礦區(qū)房屋損害裂縫角臨界值約為58°。房屋裂縫角介于邊界角和移動(dòng)角之間。

4 結(jié) 論

(1)闡述分析了國(guó)內(nèi)外建筑損害與地表移動(dòng)變形值的關(guān)系、不同損害級(jí)別對(duì)應(yīng)不同的地表變形值的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

(2)在采動(dòng)影響區(qū)地表水平變形與房屋墻體水平變形關(guān)系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用多研究手段推導(dǎo)出采動(dòng)區(qū)房屋損害地表水平變形臨界值的計(jì)算公式。

(3)取得了普通燒磚結(jié)構(gòu)房屋墻體出現(xiàn)裂縫損害時(shí)，所對(duì)應(yīng)的地表水平變形臨界值：地表水平拉伸變形臨界值為0.61mm/m，而水平壓縮變形臨界值為-1.33mm/m。

(4)引入了房屋損害裂縫角的概念，并結(jié)合概率積分法計(jì)算公式提出了該角值的理論計(jì)算方法，得到采動(dòng)區(qū)房屋損害裂縫角臨界值約為58°，并且房屋裂縫角介于邊界角和移動(dòng)角之間。

[1]郭文兵.煤礦開(kāi)采損害與保護(hù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2013.

[2]徐乃忠,張玉卓.采動(dòng)離層充填減沉理論與實(shí)踐[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,2001.

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[責(zé)任編輯：鄒正立]

Study of Surface Movement Deformation Critical Value of House Damage in Mining Influence Area

XU Nai-zhong1,2,3，GAO Chao1,2，LIU Gui1,2，SUN Wan-ming1,2

(1.Coal Mining & Designing Department，Tiandi Science & Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China； 2.Mining Institute，China Coal Research Institute，Beijing 100013，China； 3.Coal Mining Damage Technology Authentication Board，China Coal Society，Beijing 100013，China)

Surface movement deformation of mining influence area was transferred to upper structure by house base and friction of surround soil，and additional stress appeared inner wall body of house，when movement deformation exceed the largest loading value of wall disturbance，then house would appeared pull or push failure，and surface house of mining area would damage.In order to solve responsibility division of mine and command people to house damage technology authentication in mining subsidence area，and some problems like mining working face layout and size optimization under village，then the relation between surface horizontal deformation and house wall horizontal deformation was analyzed，and the concept house damage fracture angle was put forward，and its theory calculation method was put forward also.The results showed that when surface horizontal tensile deformation was 0.61mm/m，and horizontal compress deformation was -1.33mm/m，then house wall would appeared mining fracture in weak part，then house would damaged，the critical value of mine area damage fracture angle was about 58°，it between boundary angle and moving angle.

house damage；surface movement deformation；critical horizontal deformation；wall additional stress；house damage fracture angle

2016-11-21

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2017.04.017

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)：煤與煤層氣協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)模式及技術(shù)的優(yōu)化集成應(yīng)用(2016ZX05045-007)

徐乃忠(1961-)，男，江蘇建湖人，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事開(kāi)采沉陷研究與應(yīng)用方面工作。

徐乃忠，高 超，劉 貴，等.采動(dòng)影響區(qū)房屋損害地表移動(dòng)變形臨界值研究[J].煤礦開(kāi)采，2017，22(4)：65-69.

TD823.83

A

1006-6225(2017)04-0065-05