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我国东部矿区大多临近城区,随着土地的不断升值,充分利用老塌陷区土地资源成为很多城市和矿区亟需解决的问题。控制老采空区的残余变形是解放塌陷区土地、保证建筑物安全的核心。超高水材料相较于其他注浆材料具有流动性好、成本低等优点,近年来多个矿区采用该材料进行充填开采并取得了较好效果。当前,使用超高水材料进行老采空区注浆减沉的实践和研究较少,研究超高水材料注浆减沉效果对该技术的优化和推广应用具有重要意义。本文以邯矿集团聚隆煤矿新建工业广场下伏老采空区超高水注浆减沉实践为背景,对注浆区进行高精度、高频率的沉降监测;采用EMD方法对监测数据进行处理,研究注浆条件下的老采空区沉降特征;监测过程中应用ARMA模型进行动态预警;对比概率积分模型预计结果和实测成果,分析注浆减沉效果。通过以上研究获取了以下成果:(1)对注浆区进行了50次的沉降监测,获取了注浆条件下的老采空区沉降特征;应用EMD方法对沉降速率进行分解,得到若干本征函数IMF和余量r,经过分析其波形曲线可以得到:注浆期间IMF的振幅和频率增强,余量r有不同程度上凸趋势;注浆前、后IMF和余量r基本稳定,且注浆后沉降速率更小,说明浆体充填了部分孔隙和裂隙,增强了上覆岩层的稳定性。(2)应用ARMA模型对本征函数IMF和余量r分别建立模型,经对比发现,EMD-ARMA模型用于短期预测相对误差可达到20%,可用于注浆过程中的动态预警;基于注浆前的观测数据,采用EMD-ARMA模型进行动态沉降预测,通过和注浆期间的实测数据比较,揭示了注浆期的减沉特征。(3)采用概率积法对监测期间的残余变形进行预计,将监测区域划分为注浆区、注浆影响区和注浆非影响区,注浆减沉效果依以上分区次序逐步降低。(4)采用EMD方法对主井绞车房进行稳定性分析,发现注浆结束一段时间后,建筑物基本处于稳定状态,沉降速率和速率振荡幅度得到较好的控制。