辽宁采空区调研报告(编辑修改稿)

辽宁采空区调研报告(编辑修改稿)内容摘要：

法 可分为 穿过矿体的竖井开 采、 下盘竖井 开采 和侧翼竖井开 采 三种。 义县煤矿主要 采用第一种 方法。 采空区中含有 8 个竖井，深度不一。 塌陷灾害发育历史及危害程度 锦阜线高速公路 采空区 路 段 主要为侏罗系的全风化、强风化及 弱风化泥岩、砂岩及泥岩砂岩互层 ， 煤层厚 ～ ， 采空区埋深 9～ l00 m 不等 ， 自北向南以约 15 度的倾角 倾斜 ， 采空高度 ～ ， 局部因冒落而充填。 区 内 地质构造 相对简单， 但 采空区顶板岩层的完整性较差 ，上覆 岩 层风化较严重 ， 多数已坍塌形成冒落带。 80 年代以来，随着 采煤活动的加剧， 采空区上部房屋出现明显的裂缝，公路 K49+220 以北路段地面 也 有 明显 的沉陷现象 ，采空沉陷 对公路建设 构成严重的威胁， 因此 在 锦 阜 线高速公路 建设 中 对采空区 路段 进行了 处治加 5 固。 采空区公路 现状及发展趋势评价 辽宁省锦阜 线 高速公路 自 20xx 年 建成投入运营至今， 运营情况良好。 现场调查表明，穿越采空区公路路面 未发生大的 沉陷变形现象，路基稳定 （照片 1～照片 3）。 预估该 段公路 在未来 使用年限 内 不会 出现 问题。 照片 1 锦阜高速公路义县段路面 照片 2 锦阜高速公路 40km 处路面 照片 3 调研车 行驶在 锦阜 线 采空区 路段 采空区勘察 勘察思路 经调查，辽宁公路 采空区的勘察 思路是： 首先通过前期 采矿资料的收集分析、结合 实地 踏勘 、工程地质测绘 初步判断采空区的分布范围 ，查清地面变形破坏；然后 采用工程物探的方法确定 地下 空区的深度、 规模、 三带高度 、采厚比 等，最 6 后 采用工程钻探 方法进行验证。 技术方法及特点 （ 1） 工程地质调绘 工程地质调绘 是工程地质勘察中最主要、最 根本 的勘察方法。 它运用地质、工程地质理论及有关学科知识对地质体、地质现象进行详细观察描述，以查 明拟定场地内工程地质条件的空间分布和 各 要素间的内在联系，并按照精度要求将它们如实地反映在一定比例尺的地形底 图上。 它具有经济、快速、有效等特点，是其他勘察手段的基础和依据。 锦阜线 采空 区 工程地质调绘进行了 资料 收集 ， 地质素描图及全方位拍摄高分辨率彩色照片 等。 通过对矿主及在井下曾经工作过的工人进行了咨询，了解到轴线方向 K48+840～ K49+420 左右各 50m 处为塌陷区，向轴线负方向 15m 为一采空区。 由于私人挖矿缺少必要的资料整理及技术支持，因此 煤采开采 资料 收集 比较困难， 采空区位置 较模糊。 在采空区勘察中， 则结合 地质填图及 煤 层 产状 ， 推断地下采空区的位置，对收集到的资料起到了去伪存真的作用。 （ 2）工程物探 物探方法是该地区采空区勘察最为常用的手段。 由于 采空区与其相邻介质存在一定的物性差异， 因此使用 合理 的物探方法 ，并与其他勘探方法相配合，对所测的物探资料进行综合分析， 可达到查明采空区 空间分布 的 目的。 物探方法受到地形地貌等的影响因素较多，单一的物探方法一般很难达到理想的效果，可选择多种物探方法进行综合勘察。 物探方法一般操作简单，快捷，经济。 辽宁地区多 采用纳米瞬变电磁法 (Nano TEM) 、电阻率高密度法及 浅层地震 波 法 等 多种 物探 方法 进行采空区 勘察。 根据 公路勘察技术规程、结合 现场实际情况 确定物探范围、布置 物探剖面 及测点间距。 锦阜线 采空区 路段工程物探主要采用 电阻率高密度法 和 纳米瞬变电磁法 ， 共布设 7 条物探剖面 , 测点 间 距为 2m。 高密度电法剖面线总长度为 646m, 物探测点 309 个 ， 断面数据采集总数 3036 组。 磁法剖面线总长度为 646m, 物探测点 330 个。 高密度电法 使用 重庆奔腾数控技术研究所生产的 WGMD3 型高 7 密度电阻率测量系统 进行。 纳米瞬变电磁法 使用北京地质仪器厂生产的 CSC3 型悬丝式 磁力仪。 （ 3）工程钻探 在工程勘察中，钻探是最常用 的也是 最有效 的勘探手段。 钻探方法适用于不同 地质条件 ， 能直接 查明采空区位置， 观察 采空区覆岩岩芯和采样，勘探的精度高。 鉴于 物探方法 受诸多因素的影响，具有多解性的特点， 必须采用钻探 对物探勘察成果进行效验 ，以 确保物探勘察成果可靠性。 锦阜线 采空区 路段在物探工作的基础上， 布设 6 个钻孔对 物探勘察成果 进行验证。 钻孔坐标及高程采用 SOKKIASET2100 型全站仪测定， 钻探采用 GY150 型钻机回转钻进。 工程勘察效果评价 通过 工程地质 测绘 、 采矿调查 和物探 ，结合 钻探验证 等综合勘察 手段 , 查明公路 场地采空区分布 ，基本确定了采空区的分布长度和宽度以及影响范围。 工程地质 测绘 简单方便，但勘察 深度 也受到一定的限制。 物探方法 操作简单，快捷，经济，且有一定的 精确度。 调查表明，在采空区勘察中，仅采用 单一的物探方法效果不是很理想，最好 结合实际情况， 因地制宜 采用 多种物探方法进行综合勘察 ，并布置适量 钻 孔加以 验证。 锦阜线 采空区 勘察采用 电阻率高密度法 和 纳米瞬变电磁法 相结合法进行，经钻探检验， 物探效果一般 ， 也存在物探结果 与实际 情况 不符的 现象。 分析其原因主要是 物探工作受 勘察场地 地形等因 素影响较大。 采空区稳定性评价 定性评价方法 采空区稳定性定性评价 是经验分析法，其 主要是根据采空区 埋深、规模大小、覆岩岩性及结构特征、 三带高度、采厚比、地质构造复杂程度、 水 的作用、 地表变形 破坏等 情况 ，并考虑公路类别及等级 ，结合工程经验 来判断采空区 公路场地的 稳定性。 8 定量评价方法 采空区稳定性 定量 评价方法 主要有 经验公式 法、解析法 （常用概率积分法）及数值模拟 法 等 ，通过计算地基承载力、 空区上覆岩层临界厚度、 剩余地表变形量 、采空区岩土体应力与应变等，来分析采空区公路路基的稳定性。 锦阜 线 采空区 路段的 稳定性 分析 主要 依据 经验 宏观判断。 稳定性评价参数的取值及获取方法 依据相关规范及工程经验是该地区的稳定性评价参数获取的主要方法。 在稳定性定量评价中，计算 参数的选取 主要 通过 钻 孔或采坑 取样 ， 室内试验 ，并依据现场 实际情况加以修正后确定，有的参数依据相关规范按经验取值。 采用的稳定性判别标准 通过与辽宁公路设计院座谈了解到采空区的稳定性判别标准是 本地区 勘察单位十分关注的重要问题 ， 鉴于目前公路行业尚无规范可循，实际工作中采空区的稳定性判别标准 ， 主要以采厚比 指标，或 仅仅依靠各自的经验宏观判断。 对于 老采空区 可 按 地表 剩余沉降量等指标将 采空区高速公路路基 进行稳定性 分区 ， 详 见 下 表。 表 2 高速公路采空区 路 段 地基 类型划分表 稳定性评价方法及标准使用效果评价 本地区一般 依据 采空区的开采时间、开采方式、开采深度、采空高度、采空率以及 路基 筑高等条件 , 按照我国其他高速公路 (太旧高速公路、晋焦高速公路 )采空区稳定性分析的评价标准 (即对于采厚比大于 40, 闭矿 5 年以上 , 煤层倾角 9 不大于 30 度的采空区 ,认为地基稳定 , 不予处理 ), 对该采空区路基的稳定性进行判断 ，以此作为是否处治的依据。 如 锦阜线 采空区 路段 K49+070 以南属于稳定地段 , 而 K49+070～ K49+420 路段属于不稳定路段，实践表明 所使用的 评价 方法及标准是较为 合理 有效的。 采空区 公路 设计 原则 在调研中， 辽宁省公路建设遇到采空区时，由于考虑设计费用及建设工期等因素，一般采取避让的措施，在不得不穿越时 ，按照 安全 可靠 、 技术可行 、 经济合理的 原则进行 采空区公路设计。 一般要求： （ 1） 采空区的路基设计 必须 在 采空区 详细勘察 的基础上进行。 （ 2） 采空区的路基设计应结合当地环境 特点、工程地质条件、材料分布与供应、资源规划与工期要求等因素，进行多方案比较。 （ 3） 公路保护煤柱的留设 要求 ① 保护煤柱的留设条件 在尚未开采的煤层分布区，属下列情况之一者应设保护煤柱。 ； ； 、大桥和中型桥 ； 有严重滑坡危险而又难以处理的路段。 ② 保护煤柱的围护带。