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龙图腾网获悉徐州矿务集团有限公司;中国矿业大学;江苏中矿华瑞能源科技有限公司;江苏国能深井安全开采科技有限公司;江苏徐矿能源股份有限公司张双楼煤矿申请的专利一种老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116971824B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310369913.X，技术领域涉及：E21F15/00；该发明授权一种老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法是由李剑锋;周跃进;徐晓鼎;刘金虎;梁玉柱;曹远威;曾春林;白硕硕;严雷;张彦龙;周鑫;陈哲;徐雨农;朱超斌设计研发完成，并于2023-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法，具体包括确定地下深部采空区现状、判别采空区上方拟建造建构筑物的地基处理范围、采空区充填、建造建构筑物和热泵系统、取热等步骤。本老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法可以实现在废弃矿井采空区上方地表构建建筑物、避免地表土地资源的浪费，并将废弃矿井采空区中的原水通过热泵系统换热供采空区上方地表建筑物采暖使用，被吸收热量后的原水经过净化装置回灌至地下采空区，可通过净化剂添加装置向注水管中添加净化剂，可实现在“取热不取水”的前提下净化废弃矿井采空区中的原水，进而实现避免废弃矿井采空区中的水资源破坏生态环境。

本发明授权一种老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法在权利要求书中公布了：1.一种老采空区建构筑物地基与深地空间协同处置方法，其特征在于，具体包括以下步骤： 步骤一、确定地下深部采空区现状：收集原废弃矿井地质图、矿床分布图、采掘工程平面图、有关地表变形资料； 步骤二、判别采空区上方拟建造建构筑物的地基处理范围： ①根据拟建造建构筑物的类型判断地基处理等级，进而确定维护带宽度ds，由拟建造建构筑物的轮廓尺寸延长维护带宽度ds以及建造位置确定地面水平处理范围； ②计算地面残余变形量： 以r为主要影响半径、H为采深、H0为平均采深、β为主要影响角，则 以θ为最大下沉角、C为下沉系数、li为i单元的计算宽度、Hi为i单元的采深，则li＝Hi×C×tgθ； 以xi,yi为i单元中心点的坐标，则i单元引起地表任一点坐标x,y的下沉量为 P是工作面走向长度，a是工作面沿倾斜方向的水平距离，若采空区为0～P，0～a的矩形，以W0为该地质采矿条件下的最大下沉值、α为煤层的倾角、q为充分采动条件下的下沉系数、m为煤层的开采厚度，则W0＝mqcosα； 则，采空区上方地表任一点的下沉为 步骤三、采空区充填： ①假设地下已采空间共n层，其空间均不充填，计算地表残余变形，若预测建筑物地面水平处理范围内的任一点下沉均满足房屋要求的地表变形量时，则不用进行充填，否则进行下一步； ②模拟密实充填埋深最浅的第一层采空区、其余n-1层不进行充填，计算地表残余变形，若预测建筑物地面水平处理范围内的任一点下沉均满足房屋要求的地表下沉量时，则其余n-1层不进行充填，否则进行下一步； ③模拟密实充填第一、二层采空区、其余n-2层不进行充填，计算地表残余变形，以此类推，直至计算出的建筑物地面水平处理范围内的任一点下沉均满足房屋要求的地表变形量，假设此时采空区为第nk层、且计算出不满足条件的最大深度Hd，Hd即为需要充填的最大深度，建构筑物的地基充填范围是第nk层采空区上方的所有采空区及第nk层采空区的部分区域； ④确定第nk层采空区的充填范围，以x为最大埋深处在地面的投影距水平处理范围边界的长度、h为表土层厚度、为表土层移动角、β为基岩移动角、α为煤层的倾角、Hd为充填最大深度，则第nk层采空区需要充填的最浅深度Ha为 根据第nk层采空区需要充填的最浅深度Ha，结合充填最大深度Hd确定第nk层采空区的充填范围； ⑤采用充填材料6对确定的拟建造建构筑物的地基充填范围进行充填； 步骤四、建造建构筑物和热泵系统5： 在完成充填后的采空区上方地表建造建构筑物、并构建热泵系统5，热泵系统5包括依次首尾连通连接呈闭式循环系统的蒸发器51、压缩机52、冷凝器53和膨胀阀54，闭式循环系统内部设有循环运行的制冷剂，蒸发器51设有热交换室；从地表向采空区进行竖直打钻形成多对生产井和回灌井、且每对生产井与回灌井之间的间距D大于热干扰半径，在生产井内置入抽水管1，抽水管1的外部设置保温层，在回灌井内置入注水管2，抽水管1内部或抽水管1的底部设有原水过滤装置，抽水管1通过抽水泵3和控制阀门与蒸发器51的热交换室的原水输入端连通连接，蒸发器51的热交换室的回水输出端通过控制阀门与对应的注水管2连通连接； 地表施工的同时进行采空区的物探勘测和计算， ①对拟建造建构筑物下方影响范围内nk层采空区的未充填区域及nk层采空区下方的所有采空区进行物探勘测获取采空区的空间结构及采空区垮落情况，并确定nk层采空区及nk层采空区下方的所有采空区附近的含水层位置分布； ②确定nk层采空区及nk层采空区下方的所有采空区的导水裂隙带厚度，以m为矿层开采厚度，k为岩石松散系数，α为矿层倾角，h1为冒落带厚度，且则导水裂隙带厚度h2为： h2＝1～3h1m； 以含水层距采空区的垂直距离为h0，若h2≥h0，则采空区内存在地下原水；若h2＜h0，则先通过物探测定采空区内地下水的存储情况，并对少水或没有地下水的采空区通过注水管2进行补水、使其充满水； 步骤五、取热： 针对存在地下原水的采空区，打开对应的抽水管1和注水管2的控制阀门后启动抽水泵3和压缩机52，采空区中的原水经原水过滤装置过滤后进入蒸发器51的热交换室，蒸发器51通过吸收原水的热量使液态制冷剂变为气态制冷剂，气态制冷剂在压缩机52的作用下进入冷凝器53，冷凝器53将气态制冷剂凝结为液态制冷剂的过程释放热量，将该释放热量供地表建筑物采暖使用；被吸收热量后的原水经注水管2回灌至地下采空区； 针对补水的采空区，至设定时间后，打开对应的抽水管1和注水管2的控制阀门并启动抽水泵3和压缩机52，采空区中补充的水进入蒸发器51的热交换室进行换热后经注水管2回灌至地下采空区。

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