我国煤矿城市150 余座，随着煤矿城市的发展，越来越多的建(构)筑
物需要建在采煤塌陷地之上。本书针对采煤塌陷地建设利用过程中存在的
问题，对采煤塌陷地建设利用的流程、常用采煤方法及覆岩破坏规律、煤
矿采空区勘察技术与方法、采空区地表移动变形规律与变形预计、采空区
场地稳定性及工程建设适宜性评价、采空区灌注充填治理及新建建(构)筑
物抗变形技术等采煤塌陷地建设利用关键技术进行了系统研究，并介绍了
采煤塌陷地大型建筑群建设利用实例——山东蓝海领航电子商务产业园。
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目录
前言
第1章 概述 1
1.1 煤矿采空区及特点 1
1.2 国内外采煤塌陷地土地利用情况 3
1.2.1 国外采煤塌陷地土地利用情况 3
1.2.2 国内采煤塌陷地土地利用情况 4
1.3 采煤塌陷地建设利用技术路线 9
1.3.1 煤矿采空区岩土工程勘察 10
1.3.2 采空区场地稳定性及建设适宜性评价 10
1.3.3 采空区治理 11
1.3.4 建（构）筑物抗变形技术 11
第2章 常用采煤方法及覆岩破坏规律 12
2.1 采煤方法介绍 12
2.1.1 老窑及小窑采煤方法 12
2.1.2 现代煤矿采煤方法 15
2.2 采空区基本特征 19
2.2.1 老窑及小窑采空区基本特征 19
2.2.2 现代煤矿采空区基本特征 20
2.3 采空区岩层移动破坏基本规律 22
2.3.1 采空区岩层移动的基本形式 22
2.3.2 采空区岩层移动破坏分带特征 23
2.4 影响覆岩破坏规律的因素 26
第3章 煤矿采空区勘察技术与方法 33
3.1 勘察阶段及工作内容 33
3.1.1 采空区勘察原则 33
3.1.2 可行性研究勘察 34
3.1.3 初步勘察 35
3.1.4 详细勘察 37
3.1.5 施工勘察 38
3.2 采空区勘察技术 39
3.2.1 采空区调查与测绘 39
3.2.2 采空区物探勘察技术 43
3.2.3 工程地质钻探 65
3.2.4 各勘测方法质量经济对比 67
3.3 采空区勘察报告 67
第4章 老采空区覆岩稳定性和“活化”机理 69
4.1 部分开采老采空区覆岩稳定性和“活化”机理 69
4.1.1 房柱式采空区覆岩移动和地表下沉特征 70
4.1.2 房柱式采空区稳定性和地表沉陷机制 70
4.1.3 条带开采覆岩移动和岩体结构特点 73
4.2 长壁老采空区覆岩稳定性和“活化”机理 74
4.2.1 长壁老采空区上覆岩层移动破坏特征 74
4.2.2 长壁老采空区覆岩平衡结构力学模型 75
4.2.3 长壁老采空区破碎岩体“活化”机理 78
第5章 煤（岩）柱稳定性分析 80
5.1 条带采空区煤（岩）柱稳定性分析 80
5.1.1 条带采空区煤（岩）柱荷载 80
5.1.2 条带采空区煤（岩）柱强度 82
5.1.3 条带采空区煤（岩）柱稳定性 84
5.2 房柱采空区煤（岩）柱稳定性分析 85
5.2.1 房柱采空区煤（岩）柱应力 85
5.2.2 房柱采空区煤（岩）柱强度 86
5.2.3 房柱采空区煤（岩）柱稳定性 87
第6章 冒落破碎岩石压实变形规律研究 88
6.1 煤系地层岩石力学特性试验 88
6.2 垮落破碎岩石压实变形规律试验方案 89
6.2.1 试验设备 89
6.2.2 试样制备 90
6.2.3 试验方案与试验方法 92
6.3 垮落破碎岩石压实变形与分形特征分析 95
6.3.1 自然含水条件下垮落破碎岩石压实变形特征 95
6.3.2 浸水条件下垮落破碎岩石压实变形特征 105
6.3.3 干湿循环条件下垮落破碎岩石压实变形特征 114
6.3.4 赋存环境对垮落破碎岩石压实变形特征影响分析 124
第7章 采空区地表移动变形规律与变形预计 132
7.1 地表移动变形的概念 132
7.1.1 地表移动变形的形式 132
7.1.2 描述地表移动和变形的指标 134
7.2 地表移动盆地及其特征 136
7.2.1 地表移动盆地的形成 136
7.2.2 充分采动和非充分采动 138
7.2.3 地表移动盆地的特征 140
7.2.4 地表移动盆地主断面及其移动变形规律 141
7.2.5 地表移动盆地边界的确定 147
7.3 地表移动盆地的空间分布和时间过程 151
7.3.1 地表点的移动轨迹 151
7.3.2 地表点的移动轨迹 153
7.3.3 工作面推进过程中的下沉速度 154
7.3.4 地表移动持续时间 155
7.3.5 工作面推进过程中地表移动和变形的变化规律 155
7.4 地表移动变形的预计方法 157
7.4.1 地表移动预计概念及意义 157
7.4.2 概率积分法 159
7.4.3 计算基本参数及其取值范围 163
7.4.4 计算机计算 165
7.5 地表残余移动变形规律及预计 165
7.5.1 长壁老采空区地表残余移动变形规律 165
7.5.2 老采空区地表残余移动变形预计 165
第8章 采空区场地稳定性及工程建设适宜性评价 173
8.1 采空区场地稳定性评价 173
8.1.1 开采条件判别法 174
8.1.2 地表移动变形判别法 176
8.1.3 煤（岩）柱稳定性分析法 177
8.2 采空区场地工程建设适宜性评价 180
8.2.1 采空区对拟建工程的影响程度 180
8.2.2 拟建工程对采空区的影响程度 185
8.3 采空区建（构）筑物地基稳定性分析 194
第9章 采空区灌注充填治理技术 196
9.1 长壁老采空区灌注充填方法 197
9.1.1 长壁老采空区全部灌注充填 198
9.1.2 长壁老采空区条带灌注充填 203
9.1.3 长壁老采空区点柱式灌注充填 206
9.1.4 长壁老采空区复合砌体梁半拱结构注浆加固技术 209
9.2 条带老采空区覆岩离层注浆加固技术 210
9.2.1 条带老采空区覆岩离层注浆加固技术的提出 210
9.2.2 条带老采空区覆岩离层注浆加固机理 212
9.2.3 条带老采空区覆岩离层注浆充填层位 212
9.3 煤矿采空区快速注浆系统与工艺 213
第10章 采空区注浆治理质量控制与检测技术 216
10.1 煤矿采空区注浆施工控制理论与方法 217
10.1.1 注浆控制理论分析 217
10.1.2 采空区注浆工程综合控制方法 219
10.2 煤矿采空区注浆工程监理技术 222
10.2.1 岩土工程监理及其特点 222
10.2.2 采空区注浆工程监理体系 225
10.2.3 采空区注浆工程监理细则 229
10.2.4 采空区注浆工程质量控制 232
10.3 煤矿采空区注浆工程治理综合检测技术 238
10.3.1 工作目的、工作内容与工作步骤 238
10.3.2 采空区注浆治理检测方法与技术要点 239
第11章 采空区上新建建（构）筑物抗变形技术 243
11.1 地表剩余移动变形对地表新建建（构）筑物的影响 243
11.2 采空区上新建建（构）筑物抗变形建筑设计 245
11.2.1 原始资料 245
11.2.2 设计原则 245
11.3 采空区上新建建（构）筑物抗变形技术 246
11.3.1 建筑场地的选取 246
11.3.2 采空区上新建建（构）筑物抗变形措施 247
11.4 新建高层建（构）筑物的抗变形技术 254
11.4.1 高层建（构）筑物的选址 255
11.4.2 采空区上新建高层建（构）筑物抗变形措施 255
11.5 大型钢结构厂房的抗变形技术研究 256
11.5.1 大型钢结构厂房的选址 256
11.5.2 采空区上新建大型钢结构厂房抗变形措施 257
第12章 采煤塌陷地建设利用工程实例——山东蓝海领航电子商务产业园 258
12.1 工程概况及地质采矿条件 258
12.1.1 工程简况 258
12.1.2 地质采矿概况 258
12.2 采空区岩土工程勘察 259
12.2.1 地球物理勘探 259
12.2.2 钻探 261
12.2.3 采空区场地工程建设适宜性 264
12.3 采空区灌注充填治理 270
12.3.1 注浆钻孔布置 270
12.3.2 制浆工艺 270
12.3.3 注浆设备与工艺 271
12.3.4 终孔标准 272
12.3.5 注浆顺序 273
12.4 采空区注浆效果检测 273
12.4.1 钻探检测 273
12.4.2 跨孔电阻率CT 275
12.4.3 二次压浆 277
12.4.4 地表变形观测 277
参考文献 279
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