《采空區(qū)的勘察設計與治理技術》規(guī)范.ppt

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1、采空區(qū)的勘察設計與治理技術中煤科工集團西安研究院劉天林呼和浩特·2012年7月《采空區(qū)公路設計與施工技術細則》（JTG/TD31-03-2011）目錄1、總論2、采空區(qū)勘察3、采空區(qū)穩(wěn)定性分析與評價4、采空區(qū)治理設計5、注漿法施工6、采空區(qū)處治監(jiān)測與檢測一、總論概念采空區(qū)是指地下礦產(chǎn)被采出后留下的空洞區(qū)，按礦產(chǎn)被開采的時間，可分為老采空區(qū)、現(xiàn)采空區(qū)和未來采空區(qū)。礦體被采出后，自頂板巖層向上形成三帶”——垮落帶、導水裂隙帶和彎曲帶。地表沉陷，產(chǎn)生連續(xù)或非連續(xù)變形，由此帶來一系列環(huán)境巖土工程問題，如平地積水、道路裂縫、房屋倒塌、耕地減少、農(nóng)田減產(chǎn)等，給礦區(qū)工程建設留下很大隱患。煤層

2、采空區(qū)塌陷垂直“三帶”示意采空區(qū)采空程度分類及其特征根據(jù)采空程度分為小型采空區(qū)大面積采空區(qū)小型采空分類表小型采空的地表變形類型及特征地表變形類型為地表塌陷和開裂。小型采空范圍狹窄，多呈巷道式，地表不會產(chǎn)生移動盆地，但由于開采深度淺，又任其自由坍落，地面變化劇烈。地表裂縫的分布常與開采工作面方向平行，且隨開采工作面的推進而不斷向前發(fā)展。除極淺的采空外，裂縫一般上寬下窄，無顯著位移。大型采空變形和特征大型采空區(qū)的變形主要是在地表形成移動盆地。即位于采空區(qū)上方，當?shù)叵虏煽蘸?，隨之產(chǎn)生地表變形，開始形成凹地，隨著采空區(qū)不斷擴大，凹地不斷發(fā)展，形成凹陷盆地，此盆地稱為移動盆地。根據(jù)地表變

3、形值的大小和變形特征，自移動盆地中心向邊緣在水平上可分為三個區(qū)：均勻下沉區(qū)：（中間區(qū)）即移動盆地的中心平底部分。移動區(qū)：又稱內(nèi)邊緣區(qū)或危險變形區(qū)，區(qū)內(nèi)變形不均勻，對建筑物破壞作用較大。輕微變形區(qū)：外邊緣區(qū)，地表變形值較小，一般對建筑物不起損壞作用，以地表下沉值10mm為標準，來劃分其外圍邊界。從垂直方向上講，地下礦層大面積采空后，礦層上部失去支撐，平衡條件被破壞，采空區(qū)上方巖體隨之變形。采空區(qū)上方巖體的變形，總的過程是自下而上逐漸發(fā)展的漏斗狀沉落，其變形情況可分為三個帶：①冒落帶（崩落帶），采空區(qū)頂板破碎坍落形成，其厚度一般為采礦厚度的3～4倍。②裂隙帶（破裂彎曲帶）處于冒落帶

4、之上，并產(chǎn)生較大的彎曲和變形，其厚度一般取采礦厚度的12～18倍（從礦層頂板向上的厚度）。③彎曲帶（不破裂彎曲帶）裂隙帶頂面至地面的厚度。上述三個分帶適于水平狀巖層，根據(jù)采空區(qū)大小、采礦厚度和開采深度的不同，上述三個帶不一定同時存在。二、采空區(qū)勘察采空區(qū)的勘察方法采空區(qū)的探測，目前，國內(nèi)外主要是以資料收集、采礦情況調(diào)查、工程鉆探、地球物理勘探為主，輔以變形觀測、水文試驗等。采空區(qū)勘察技術方法選擇總結以往工作經(jīng)驗，在多種多樣的勘察技術中，采礦資料的收集、工程地質(zhì)調(diào)查、采礦調(diào)查是采空區(qū)勘察工作的基礎，已往的采空區(qū)勘察忽視這方面工作或?qū)Υ酥匾暡粔?，往往使物探和鉆探工作陷入盲目狀態(tài)。應

5、進行詳細的工程地質(zhì)調(diào)查、采礦調(diào)查，大概確定采空區(qū)部位及范圍，然后根據(jù)測區(qū)地形、地質(zhì)、地球物理條件，結合高速公路勘察工作三個階段的要求，有目的的選用幾種物探方法進行探測；再根據(jù)調(diào)查及物探結果布設鉆孔進行驗證；最后綜合分析地質(zhì)、物探和鉆探資料，圈定采空區(qū)范圍、形態(tài)，經(jīng)濟準確地查清沿線的采空區(qū)分布及賦存狀況。采空區(qū)勘察范圍及深度采空區(qū)勘察范圍目前，國內(nèi)采空區(qū)勘察工作中確定勘察范圍主要以采空區(qū)地表移動盆地分布范圍為準。采空區(qū)勘察深度一般要求至少深入采空區(qū)底板若干米，根據(jù)工程實踐，一般深入采空區(qū)底板2米以上。采空區(qū)勘察一般流程1、搜集資料大面積采空區(qū)以資料為主。（1）搜集各種地質(zhì)圖及區(qū)域

6、地質(zhì)資料，借以了解地層構成，產(chǎn)狀和構造以及水文地質(zhì)條件等。（2）搜集礦床分布圖，以了解礦床分布范圍、層次、開采深度、厚度及埋藏特征和上覆巖層的巖性、構造等。采空區(qū)勘察技術（3）搜集采掘工程平面圖、井上下對照圖、采區(qū)平面布置圖、開采規(guī)劃圖，以了解采空區(qū)的位置、開采歷史、計劃、開采方法、開采邊界、頂板處置管理方法、工作推進方向和速度、巷道平面展布方向、斷面尺寸及相應的地表位置、頂板的穩(wěn)定情況、塌落、支撐回填、積水清況、洞壁完整性和穩(wěn)定程度以及遠景開采規(guī)劃等。（4）搜集地表變形與有關變形的觀測，計算資料，包括地表最大下沉值、最大傾斜值、最小曲率半徑，陷坑、臺階、裂縫的位置，形狀、大小

7、、深度、延伸方向及其與地質(zhì)構造、開采邊界、工作面推進方向等的關系。2、調(diào)查訪問利用區(qū)域地質(zhì)資料分析、實地調(diào)查、訪問知情人或群訪為主要手段，調(diào)查內(nèi)容如下：（1）礦區(qū)的分布范圍，礦層的開采范圍、深度、層數(shù)。（2）開采方法和頂板管理，巷道寬度、高度、延伸方向，采空區(qū)的塌落情況。（3）采空區(qū)開采歷史及規(guī)劃發(fā)展情況。（4）采空區(qū)地下水發(fā)育情況，排水、抽水情況及對采空區(qū)穩(wěn)定的影響。（5）建筑物變形情況和防治措施。（6）有條件時，可進行實地測量。采空區(qū)調(diào)查表3、地質(zhì)調(diào)繪（1）地形地貌，地質(zhì)構造，地層時代、