(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210788670.9 (22)申请日 2022.07.06 (71)申请人 平安煤炭开采工程 技术研究院有限 责任公司 地址 232033 安徽省淮南市高新区智慧谷 6 号楼 申请人 淮南矿业 （集团） 有限责任公司 (72)发明人 安士凯　赵得荣　潘忠德　郭红星　 詹绍奇　李兵　薛博　胡林　陈晨　 廖清发　 (74)专利代理 机构 合肥市浩智运专利代理事务 所(普通合伙) 34124 专利代理师 丁瑞瑞 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种采动影响区新建构筑物荷载确定方法 及装置 (57)摘要 本发明公开了一种采动影响区新建构筑物 荷载确定方法及装置， 所述方法包括： 计算地表 移动持续时间T， 根据已采及规划开采工作面， 确 定出稳沉区域和未稳沉区域； 未稳沉区域为不适 宜建设区域， 穏沉区域内计算地表极限残余变 形； 根据地表极限残余变形确定拟建构筑物类 别； 计算导水裂隙带高度和拟建建筑物类别的荷 载影响深度， 再结合开采工作面到地表高度判断 荷载影响深度与导水裂隙带是否贯通； 若未贯 通， 则拟建建筑类别可行， 否则拟建建筑类别降 级； 重复上述步骤， 得出拟建建筑类别， 进而确定 其合理荷载； 本发明的优点在于： 能够得出采动 影响区的拟建建筑类别并且确定其合理荷载， 为 采煤沉陷区精细化建设提供了切实可靠的科学 依据。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115081081 A 2022.09.20 CN 115081081 A 1.一种采动影响区新建构筑物荷载确定方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 步骤一： 计算地表移动持续时间T， 根据已采及规划开采工作面， 确定出稳沉区域和未 稳沉区域； 步骤二： 未 稳沉区域 为不适宜建设区域， 穏沉区域内计算 地表极限残余变形； 步骤三： 根据地表极限残余变形确定拟建构筑物类别； 步骤四： 计算导水裂隙带高度和拟建建筑物类别的荷载影响深度， 再结合开采工作面 到地表高度判断荷载影响深度与导水裂隙带 是否贯通； 步骤五： 若未贯 通， 则拟建 建筑类别可 行， 否则拟建 建筑类别降级； 步骤六： 重复步骤四和步骤五， 得 出拟建建筑类别， 进 而确定其 合理荷载。 2.根据权利要求1所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定方法， 其特征在于， 所述 步骤一包括： 通过公式 计算地表移动持续 时间， 其中， H为开采深度， m为开采厚度， h为松散层厚度， v为 开采速度； 根据资料收集到的评价区内采煤工作面的最后回采时间t0， 判断当前时间与预计稳沉 时间T+t0的大小关系， 若当前时间在预计稳沉时间T+t0之后， 则评价区处于稳沉区域， 否则， 评价区处于非稳沉区。 3.根据权利要求1所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定方法， 其特征在于， 所述 步骤二包括： 地表极限残余变形的计算表现为残余变形 下沉系数， 通过公式 获取残余变形下沉系数， 其中， q为下沉系数， 取0.93； k为调整系数， 取值范围0.5～1.0； t为距开采结束时间。 4.根据权利要求1所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定方法， 其特征在于， 所述 步骤四包括： 通过公式 获取最大导水裂隙带高度， 其中， ∑M为累计采厚； H ′为工作 面的平均采深； D为冲积层厚度； r为工作面 倾向长度与采深的比值； K为常数， 取10～15； 根据评价区内的地质条件来分析相应位置的地基自重应力σc， 然后计算相应位置的地 基附加应力σz， 根据σz＝0.1σc， 求出相应的计算深度， 计算深度加上基础埋深即为建筑荷载 影响深度H荷； 通过公式 判定建筑物荷载影响深度未达到导水裂隙带， 确定出 拟建构筑物荷载影响深度与导水裂隙带未贯通， 反之则贯通， 其中， 表示开采工作面到 地面的距离， H保表示安全保护层的深度， 取值10～15m。 5.根据权利要求4所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定方法， 其特征在于， 所述 地基自重应力的计算方式为： 通过公式 获取地基自重应力， 其中， n表示从天然地面到计算深度z处的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115081081 A 2土层数， ri为第i层土的容重， hi为第i层土的厚度。 6.根据权利要求5所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定方法， 其特征在于， 所述 地基附加应力的计算方式为： 矩形竖直均布荷载作用下中心点下深度z处的附加应力σz按下式计算： 其中， 式中,a0为矩形竖直均布载荷作用下中心点下方竖直应力分布系数； P为均布荷载； b为 矩形基础的宽度； l 为矩形基础的长度； 圆形竖直均布载荷作用下中心点下深度z处的附加应力按下式计算： 式中K0为圆形竖直均布荷载作用下中心点下方竖直应力分布系数； R为圆形竖直均布荷 载的水平半径。 7.一种采动影响区新建构筑物荷载确定装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 稳沉区域确定模块， 用于计算地表移动持续时间T， 根据已采及规划开采工作面， 确定 出稳沉区域和未 稳沉区域； 极限残余变形获取模块， 用于未稳沉区域为不适宜建设区域， 穏沉区域内计算地表极 限残余变形； 拟建构筑物类别确定模块， 用于根据地表极限残余变形确定拟建构筑物类别； 判定模块， 用于计算导水裂隙带高度和拟建建筑物类别的荷载影响深度， 再结合开采 工作面到地表高度判断荷载影响深度与导水裂隙带 是否贯通； 处理模块， 用于若未贯 通， 则拟建 建筑类别可 行， 否则拟建 建筑类别降级； 荷载确定模块， 用于重复执行判定模块和处理模块， 得出拟建建筑类别， 进而确定其合 理荷载。 8.根据权利要求7所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定装置， 其特征在于， 所述 稳沉区域确定模块还用于： 通过公式 计算地表移动持续时间， 其中， H为开采深度， m为开采厚度， h为松散层厚度， v为 开采速度； 根据资料收集到的评价区内采煤工作面的最后回采时间t0， 判断当前时间与预计稳沉 时间T+t0的大小关系， 若当前时间在预计稳沉时间T+t0之后， 则评价区处于稳沉区域， 否则， 评价区处于非稳沉区。 9.根据权利要求7所述的一种 采动影响区新建构筑物荷载确定装置， 其特征在于， 所述 极限残余变形获取模块还用于： 地表极限残余变形的计算表现为残余变形 下沉系数， 通过公式权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115081081 A 3