煤矿采动建筑地震动力灾变与防控研究的现状与发展趋势

环境污染、生态破坏等灾害问题也越来越突出（来兴平，2004；王来贵等，2002）。

目前我国由于地下煤炭开采对矿区造成了严重的环境污染和生态破坏，如果涉及到“三下压煤”（建筑物下、道路与铁路下、水体下）问题，所造成的危害及破坏就更大；目前我国由于“三下压煤”问题导致地下煤矿资源的开采率远远达不到40%（国务院，2001；中国工程院，2011；朱旺喜等，2003；谭志祥，邓喀中，2006；王金庄，郭增长，2002；来兴平，2004；王来贵等，2002），每年由于煤炭开采新增耕地超过7万公顷（图3），地下水的肆意排放超过80亿吨，煤炭资源开采过程中所产生的煤矸石每年超过9亿吨，由煤矸石所形成的矸石山近1600余座，占地面积已经超过15000公顷（朱旺喜等，2003；谭志祥，邓喀中，2006；王金庄，郭增长，2002；来兴平，2004；王来贵等，2002），煤矸石山的矸石堆积量超过55亿吨，并且煤矸石还存在着占用土地资源、破坏植被、污染水体和空气以及自燃爆炸等各种安全隐患（梁为民，郭增长，2000）。

根据不完全统计（朱旺喜等，2003；谭志祥，邓喀中，2006；王金庄，郭增长，2002；来兴平，2004；王来贵等，2002），我国矿区目前由于地下煤炭资源开采所直接引发的各类各种灾害灾难事件每年超过1万起，由此造成巨大的经济损失和人员伤亡；并且地下煤炭资源的开采还会诱发更严重的次生灾害（矿震、煤与瓦斯突出、突水、粉尘爆炸、地面建筑倒塌破坏等）。仅以煤矿开采所引起的地表移动变形（开采沉陷变形）与地面建筑的损伤破坏为例，目前我国由于矿区开采沉陷变形引起的地面建筑物倒塌破坏直接经济损伤达到50亿元，间接损失更是达到400亿元（谭志祥，2004；郭广礼，2001；线登洲，2008）；由于煤炭开采所造成的土地破坏与荒漠化的面积（图3）已经超过4万km2，目前仍在以2 000 km2/年的速度高速增加，而采煤所引起的荒漠化与破坏的土地的治理利用率仅仅能达到15%（来兴平，2004；王来贵等，2002）。能源短缺的紧迫性与矿山开采安全的刚性制约，使得矿区煤炭开采过程的地下工程结构与地面建筑的安全性显得尤为重要。

随着地下煤炭开采强度和范围的不断扩大，矿区出现开采沉陷变形的面积越来越大。大面积的开采沉陷变形引发严重的矿区生态环境问题，如造成建筑物的损害破坏，水资源污染，交通、通讯、管线设施等生命线工程受到损害等，给矿区和资源性城市在资源枯竭后的可持续发展带来很大的隐患，极大的限制了矿区的经济发展。地面建筑物是人类赖以生存的必要条件，一旦遭到破坏，就势必造成巨大的不可挽回的损失。随着矿区经济的发展，矿区地面建筑物在逐渐增多，建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题，严重制约着矿区的可持续发展。当矿区地下煤炭资源被开采后，煤矿采动区的地表会出现开采沉陷变形，导致建筑物出现各种不同程度的损害和破坏，轻则需要维修加固，重则需要拆迁重建（谭志祥，2004；郭广礼，2001；线登洲，2008）。

煤炭开采后所形成的煤矿采空区对于地面建筑是一个极大的潜在威胁：煤矿开采引起的地表移动变形，不仅会严重降低和破坏建筑物的抗震性能，而且发生地震时地面极容易出现裂缝和塌陷。为了最大限度的保证地震发生时矿区地面建筑的抗震安全性，有必要对煤矿采空区及地面建筑的地震安全性开展研究（吴启红，2010；张永波，2005；彭欣，2008；王正帅，2011；胡聿贤，2006；欧进萍，2003；周福霖，1997；牛宗涛，2008）。

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