【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于工程建設，具體涉及一種考慮巖層強度的采深采厚比計算與評價方法。
技術介紹
1、采深采厚比是開采深度(h)與開采厚度(m)的比例，是礦產資源煤礦開采和工程建設領域評價采礦對地面建構筑物評價中最常用的評價指標，一般認為，該比值越高，開采引發地面塌陷的可能性越小，地面建構筑物越安全。
2、地下礦產資源特別是煤礦開發引發了廣泛的地面塌陷變形，在礦產資源分布或設置礦權的地方進行工程建設時必須考慮礦產資源開發對工程建設的影響。在工程建設領域，一般采用采深采厚比作為設計依據，區分采礦塌陷影響的不同嚴重程度，采深采厚比大的地段相對安全，可以建設保護等級高的工程，例如“建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規范”的第六十條規定“符合下列條件之一者，鐵路(指有縫線路)壓煤允許采用全部垮落法進行試采。
3、(一)國家ⅰ級鐵路：薄及中厚單一煤層的采深與單層才后壁大于或者等于150；厚煤層及煤層群的采深與分層才后壁大于或者等于200。(二)國家ⅱ級鐵路：薄及中厚單一煤層的采深與單層才后壁大于或者等于100；厚煤層及煤層群的采深與分層才后壁大于或者等于150。(三)ⅲ級鐵路：薄及中厚單一煤層的采深與單層才后壁大于或者等于40，小于60；厚煤層及煤層群的采深與分層才后壁大于或者等于60，小于80。(四)ⅳ級鐵路：薄及中厚單一煤層的采深與單層才后壁大于或者等于20，小于40；厚煤層及煤層群的采深與分層才后壁大于或者等于40，小于60。”
4、其它建設工程如公路、輸電線路、輸油(氣)管線等均有類似規定，只
5、礦產資源均賦存在周圍巖層中，由于成因和形成環境不同，礦層上覆巖層一般性質不同，垂向上礦層主要受到上覆巖層壓力，在地下進行開挖時都會釋放地應力，礦產資源開采特別是煤礦開采由于開采面積大(綜合機械化開采工作面的寬度多在300m以上)，礦山壓力會定期釋放，上覆巖層會逐次向下垮落或位移，達到充分采動時形成垮落帶、導水裂隙帶和彎曲變形帶。
6、礦產資源賦存在地質體中，在未開采狀況下，它受到上覆巖層和下伏巖層的壓力，處于相對平衡狀態，礦產資源的開采使得礦層所在區域應力釋放，上覆和下伏巖層必然向采空區域變形位移，主要是上覆巖層的變形，這個變形漸次向地表傳遞，在地面形成采空塌陷變形。采空塌陷變形是非連續的、逐步發展的一個過程，受到多種因素的影響，包括礦層厚度、礦層傾角、上覆巖層厚度、上覆巖層巖性、巖層含水性、開采方法、頂板管理方式等。在地面上呈現塌陷盆地、塌陷裂縫、塌陷臺階等，甚至引發斜坡形成滑坡、崩塌等，造成耕地破壞、地貌形態更改、含水層破壞、地面建構筑物破壞。
7、在工程實踐中，開采沉陷變形是一個復雜的地質演變過程，利用采深采厚比可以簡單直觀的反映一個地區礦層開采引發地面塌陷的可能性，但由于考慮因素太少，某些地方工程使用中感覺偏離太大，有人提出用基采比來代替采深采厚比，基采比僅考慮上覆巖層中基巖的厚度，將松散土層去掉，在工程中有一定效用但沒有得到推廣應用。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種考慮巖層強度的采深采厚比計算與評價方法，能更好的反映礦產資源開采引發地面塌陷的實際情況，為采空塌陷區工程建設評價和工程設計提供依據。
2、為達到上述目的，本專利技術所述一種考慮巖層強度的采深采厚比計算與評價方法，考慮開采礦層上覆巖層的厚度和強度，厚度采用各上覆巖層的勘探真實厚度，強度以各上覆巖層相對開采礦層的強度比值進行調整，計算開采礦層的采深采厚比。
3、進一步的，包括以下步驟：
4、步驟1：獲取評價區域的礦層層數、厚度、強度；
5、步驟2：對每個鉆孔，選定開采礦層，自上而下記錄各開采礦層的厚度、強度以及開采礦層上覆巖層的巖性和厚度，根據采礦層上覆巖層的巖性確定其強度；
6、步驟3：根據開采礦層厚度、上覆巖層厚度以及上覆巖層相對開采礦層強度的比值，計算各鉆孔的采深采厚比。
7、進一步的，步驟2中，上覆巖層巖性根據礦產勘探鉆孔資料來劃分，根據巖性確定各上覆巖層的強度。
8、進一步的，步驟2中，上覆巖層厚度和強度從勘探鉆孔資料取得。
9、進一步的，步驟3中，開采礦層采深采厚比的計算公式為：b＝(s1*q1+s2*q2+s3*q3+…+sn*qn)/qm/h；其中，b為開采礦層采深采厚比，q1、q2、q3...qn為開采礦層上各層的強度，s1、s2、s3…sn為開采礦層上各層的厚度。
10、進一步的，步驟3中，小于1.3m的開采礦層的厚度取實際采高，大于1.3m的開采礦層的厚度取開采礦層勘探厚度。
11、一種采礦活動對地面建構筑物影響的評價方法，包括以下步驟：包括以下步驟：
12、步驟1：獲取評價區域的礦層層數、厚度、強度；
13、步驟2：對每個鉆孔，選定開采礦層，自上而下記錄各開采礦層的厚度、強度以及開采礦層上覆巖層的巖性和厚度，根據采礦層上覆巖層的巖性確定其強度；
14、步驟3：考慮開采礦層厚度和上覆巖層相對開采礦層強度的比值，根據計算各鉆孔的采深采厚比；
15、步驟4：取各開采礦層采深采厚比的最小值，作為該鉆孔的采深采厚比值；
16、步驟5：在平面上根據不同地段的采深采厚比值評價地面塌陷變形的可能性及對上覆建構筑物的潛在影響。
17、進一步的，步驟5中，在評價范圍內，根據各鉆孔采深采厚比值劃分等值線，數值小的區域危險性大，數值大的地段危險性相對小。
18、與現有技術相比，本專利技術至少具有以下有益的技術效果：
19、本計算評價方法提供了采深采厚比計算的方法，所有數據來自于礦產資源的勘探報告，采深采厚比計算同時考慮上覆巖層厚度和巖性結構，計算得到考慮巖層強度的采深采厚比，計算評價過程清晰，接近客觀實際。
20、由于現有的采深采厚比的計算方法僅考慮了開采厚度和上覆巖層厚度一個因素，雖然直觀但偏離了復雜的客觀實際。在開采方法不變的條件下，反映塌陷情況的采深采厚比指標主要受上覆巖層巖性的影響，本專利技術提供的計算方法同時考慮了上覆巖層的厚度和巖性差異，強度大的巖石變形的可能性小，強度小的土層變形的可能性大。
21、本專利技術提出的評價方法中，采深采厚比計算方法相當于對原來的采深采厚比按照強度進行折減，加大了強度大的完整巖石抵抗塌陷變形的能力，而折減了強度小的土層或泥巖抵抗塌陷變形的能力，總體來說，該計算方法將軟弱層厚度折減，而將堅硬層厚度放大，更接近塌陷變形的本質。
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1.一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，考慮開采礦層上覆巖層的厚度和強度，厚度采用各上覆巖層的勘探真實厚度，強度以各上覆巖層相對開采礦層的強度比值進行調整，計算開采礦層的采深采厚比。
2.根據權利要求1所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，所述步驟2中，上覆巖層巖性根據礦產勘探鉆孔資料來劃分，根據巖性確定各上覆巖層的強度。
4.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，所述步驟2中，上覆巖層厚度和強度從勘探鉆孔資料取得。
5.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，所述步驟3中，開采礦層采深采厚比的計算公式為：B＝(S1*Q1+S2*Q2+S3*Q3+…+Sn*Qn)/Qm/H；其中，B為開采礦層采深采厚比，Q1、Q2、Q3...Qn為開采礦層上各層的強度，S1、S2、S3…Sn為開采礦層上各層的厚度。
6.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度
7.一種采礦活動對地面建構筑物影響的評價方法，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的一種采礦活動對地面建構筑物影響的評價方法，其特征在于，步驟5中，在評價范圍內，根據各鉆孔采深采厚比值劃分等值線，數值小的區域危險性大，數值大的地段危險性相對小。
...【技術特征摘要】
1.一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，考慮開采礦層上覆巖層的厚度和強度，厚度采用各上覆巖層的勘探真實厚度，強度以各上覆巖層相對開采礦層的強度比值進行調整，計算開采礦層的采深采厚比。
2.根據權利要求1所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，所述步驟2中，上覆巖層巖性根據礦產勘探鉆孔資料來劃分，根據巖性確定各上覆巖層的強度。
4.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，所述步驟2中，上覆巖層厚度和強度從勘探鉆孔資料取得。
5.根據權利要求2所述的一種考慮巖層強度的采深采厚比計算方法，其特征在于，所述步驟3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉中書，趙順陽，郭磊，楊生彬，劉子豪，龍鵬偉，王磊，段毅，辛小瑜，劉士祥，黃雅欣，楊曉敏，楊大渭，溫智平，武嫚嫚，楊震，高振，黃平遙，李瑞雯，劉釗，
申請(專利權)人：國網陜西省電力有限公司建設分公司，
類型：發明
國別省市：
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