1、深度解析：采空區(qū)地面塌陷勘察與設(shè)計(jì)！本文從采空區(qū)塌陷勘察、采空區(qū)塌陷治理設(shè)計(jì)兩方面展開(kāi)：采空區(qū)塌陷勘察主要依據(jù)：高速公路采空區(qū)（空洞）勘察設(shè)計(jì)與施工治理手冊(cè)；巖土工程勘察規(guī)范；鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程；一） 采空區(qū)分類(lèi)：1、按采煤方法與頂板管理方法分類(lèi)：（ 1）長(zhǎng)壁陷落法采空區(qū)：由長(zhǎng)壁大冒頂采煤法形成的采空區(qū)（ 2）短壁陷落法采空區(qū)：由短壁自由冒頂采煤法形成的采空區(qū)（ 3）巷柱或房柱式采空區(qū)：由巷柱或房柱式采煤法形成的采空（ 4）條帶法或填充法采空區(qū)：由條帶或填充采煤法形成的采空2、按采煤深厚比可分為以下幾類(lèi)：（ 1）淺層采煤區(qū)：開(kāi)采深、厚比小于40 的采空區(qū)；（ 2）中深層采空區(qū)：開(kāi)采深、厚

2、比大于40，但小于200 的采空*（ 3）深層采空區(qū)：開(kāi)采深、厚比等于或大于200 的采空區(qū)。3、按煤礦采空區(qū)形成和停采的時(shí)間分類(lèi)：可以分為新采空區(qū)和老采空區(qū)兩種。新采空區(qū)是指現(xiàn)采空的采空區(qū)，其地表移動(dòng)、變形尚未發(fā)生或正在發(fā)生過(guò)程中，或位于正在采煤的采區(qū)、采煤工作面近旁的采空區(qū)已 放頂，地表移動(dòng)、變形和移動(dòng)盆地正在發(fā)生、發(fā)展中。老采空區(qū)是指已停采閉礦的礦區(qū)或已停采的采空區(qū)，其地表移動(dòng)、變形和移動(dòng)盆地等已形成并趨于穩(wěn)定的采空區(qū)。l998年5月發(fā)牛的臨漕具衫板鄉(xiāng)石膏礦塌陷:采空區(qū)地面變形災(zāi)害包括地面塌陷、地面沉降、地面開(kāi)裂（地裂 縫）等?？辈旆秶鷳?yīng)大于地面變形范圍。直徑達(dá)47米（一）主要任務(wù)查明老

3、采空區(qū)上覆巖層的穩(wěn)定性，預(yù)測(cè)現(xiàn)采空區(qū)和未來(lái)采空區(qū)的 地表移動(dòng)和變形特征，對(duì)工程場(chǎng)地的適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上， 提出預(yù)防、整治的對(duì)策和方案。可行性研究勘察階段1、該階段應(yīng)以收集資料、工程地質(zhì)調(diào)查、采礦情況調(diào)查為主， 輔之以大比例尺航衛(wèi)片解譯，必要時(shí)可布置少量勘探工作。其工作內(nèi)容是：1)收集礦區(qū)地質(zhì)圖、綜合地質(zhì)柱狀圖、剖面圖、采掘工程平面圖及井上下對(duì)照?qǐng)D、地質(zhì)勘探報(bào)告、沉降觀測(cè)等有關(guān)資料；調(diào)查勘察范圍內(nèi)的氣象、水文、地形地貌、地震、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造特征；調(diào)查勘察區(qū)內(nèi)采空區(qū)(空洞)的分布及開(kāi)采時(shí)間、范圍、深度、采厚、開(kāi)采方法、采取率、頂板巖性和厚度、頂板管理方法及遠(yuǎn)景開(kāi)采規(guī)劃；調(diào)查或收集供水井

4、的抽排水狀況及其對(duì)采空區(qū)穩(wěn)定性的影響；在有條件的地方宜進(jìn)行井下調(diào)查、測(cè)量、 測(cè)繪出采掘工程平面圖，查明采空區(qū)的頂板塌陷及積水情況；調(diào)查采空區(qū)覆巖破壞、地表陷落、建筑物破壞特征及其與采空區(qū)開(kāi)采邊界的關(guān)系，劃分出中間區(qū)和邊緣區(qū)；調(diào)查由于地表塌陷而引起的其他不良地質(zhì)現(xiàn)象類(lèi)型、分布位置和規(guī)模；定性或半定量地初步評(píng)價(jià)采空區(qū)的穩(wěn)定性。步設(shè)計(jì)勘察階段本階段勘察應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)和采礦調(diào)查、測(cè)繪和物探工作方法為主， 輔之以鉆探工作及簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)試驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行地表變形觀測(cè)。本階段應(yīng)進(jìn)一步收集地質(zhì)、采礦資料，并通過(guò)地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、沉降觀測(cè)、簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)等綜合勘察手段，初步查明采空區(qū)的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條

5、件，采空區(qū)的范圍、埋深、形狀、充填、垮落情況，開(kāi)采層數(shù)及剩余沉降量、“三帶 ”界限、地表塌陷等情況，為確定采空區(qū)治理方案提供依據(jù)。3、施工圖設(shè)計(jì)勘察階段本階段采空區(qū)（空洞）勘察應(yīng)以鉆探工作為主，輔之以必需的補(bǔ)充物探及調(diào)查測(cè)繪工作。工作內(nèi)容：1）查明初勘階段尚未查明的工程地質(zhì)問(wèn)題；2）確定采空區(qū)地表變形范圍、變形量大小及其變化規(guī)律，分析采空區(qū)沉降變形發(fā)展趨勢(shì)，研究地表變形與采空區(qū)、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、開(kāi)采邊界、采煤工作面推進(jìn)方向的關(guān)系，確定其危害程度；3）查明采空區(qū)近旁的礦井或供水井的抽排水的時(shí)間、水量、水質(zhì)、 地下水位變幅和影響半徑及其對(duì)采空區(qū)的穩(wěn)定性、治理工程的影響；4）修正、完善采空區(qū)及其覆巖的

6、三維地質(zhì)構(gòu)造模型、覆巖破壞的 “三帶界限，核實(shí)采空區(qū)的剩余空隙體積；5）查清地表塌陷范圍、破壞形式、發(fā)展趨勢(shì)；6）評(píng)價(jià)采空區(qū)的穩(wěn)定性，確定采空區(qū)的治理方案；7）測(cè)繪影響范圍內(nèi)采空區(qū)工程地質(zhì)平面圖（比例尺1： 1000 1：2000）及工程地質(zhì)縱、橫斷面（剖面）圖等。（二 ） 勘察范圍及深度在整個(gè)采空區(qū)勘察過(guò)程中，勘察寬度可視勘察階段、采空區(qū)埋深等具體情況而定。如工程可行性研究階段勘察寬度要大，初步設(shè)計(jì)勘 察階段寬度適當(dāng)減小，施工圖設(shè)計(jì)勘察階段寬度再減小。 但各階段勘 察工作寬度不能小于公式計(jì)算寬度， 且應(yīng)考慮到上山、下山方向的差 別，因?yàn)楣接?jì)算的寬度是采空區(qū)影響的最小寬度。一般外延10050

7、0m。勘探深度，對(duì)于單層采空區(qū)，各階段的勘探深度不得小于采空區(qū) 底板以下3m;對(duì)于多層采空區(qū)，各階段勘探深度不得小于最下層采 空區(qū)底板以下3m。（三）勘查方法的選擇勘察前，應(yīng)收集研究地質(zhì)資料，全面調(diào)查人類(lèi)活動(dòng)的歷史、方式、 范圍與強(qiáng)度，以及已產(chǎn)生塌陷的發(fā)育特征，在綜合分析的基礎(chǔ)上合理 布置勘察評(píng)價(jià)工作?？辈旆椒ú扇?工程地質(zhì)測(cè)繪、工程物探、工程鉆探、室內(nèi)試驗(yàn)及 原位測(cè)試、高精度形變觀測(cè)。條件許可時(shí)應(yīng)開(kāi)展井下工程地質(zhì)調(diào)查。1、工程地質(zhì)測(cè)繪工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪的目的是研究采空區(qū)及其附近的區(qū)域地質(zhì) 構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)條件、地下采空區(qū)的分布位置、采礦狀況、 地面塌陷程度等。調(diào)查所采礦層頂?shù)装宓膸r性

8、、厚度及礦層上覆巖性 的組合類(lèi)型，條件許可時(shí)應(yīng)進(jìn)行井下測(cè)量工作， 繪制采空區(qū)地質(zhì)剖面 圖。初步確定工作區(qū)的三維工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)和物探探測(cè)范圍。比例尺一般以 1: 1000 1: 2000為宜。開(kāi)采方法頂板管理方式開(kāi)采時(shí)間及其他5巷道式：a.垮落法：a.開(kāi)采起始時(shí)間巷道分布、主巷道位置、 走向巷道切面形狀、尺寸、有無(wú)支護(hù)長(zhǎng)壁式：平面分布、采高、_L作面長(zhǎng)度開(kāi)采掘進(jìn)垮落后頂板破壞情況 b.礦柱支撐法： 礦柱截面尺寸、分布 垮落區(qū)分布 c.填充法： 充埴區(qū)分布 充填效果b.開(kāi)采結(jié)束時(shí)間c.各時(shí)間區(qū)段采取率山開(kāi)采規(guī)模方向c.房柱式：開(kāi)采順序”平面分布、米亙!調(diào)查方法；收集資料和走訪踏訪巳.采空區(qū)（空洞）面

9、積上 采空區(qū)（空洞）位置g.地表變用特征h.未來(lái)開(kāi)采計(jì)劃L開(kāi)采中發(fā)現(xiàn)的斷層、裂 隙等地質(zhì)構(gòu)造情況J.有無(wú)采掘_L程圖采礦調(diào)查內(nèi)容一覽表采空區(qū)（空洞）成因采空區(qū)（空洞）分布采空區(qū)（空洞）穩(wěn)定性Q.地質(zhì)作用成因：碳酸鹽巖溶洞b.人類(lèi)活動(dòng)成因：采礦地下防空設(shè)施隧道C+其他原因：有人類(lèi)采掘的地下空洞Q.采空區(qū)（空洞）埋 深、局度”寬度、空間形態(tài) b.采空區(qū)（空洞）的平 面分布d對(duì)采空區(qū)（空洞），注意頂 板支護(hù)情況、頂板垮落情 況、規(guī)模 平面分布、米空 區(qū)（空洞）內(nèi)垮落物質(zhì)充填情 況、有無(wú)近期垮落痕跡、采 空區(qū)（空洞）內(nèi)可見(jiàn)斷層等構(gòu) 造形跡、采空區(qū)內(nèi)（空洞）地 下水滴漏恬況b.對(duì)于溶洞.注意洞體有無(wú) 近

10、期崩塌痕跡，洞底有無(wú)近 期崩塌物、洞壁是否膠結(jié)完.整調(diào)查方法：現(xiàn)場(chǎng)踏勘；走訪；工程淵繪；繪制采空區(qū)（空洞）平面圖采空區(qū)（空洞）現(xiàn)場(chǎng)勘察內(nèi)容一覽表地表變形特征值（觀測(cè)或收集觀洞資料）地表變形特征及分布規(guī)律地表移動(dòng)盆地特征（僅對(duì)大面積采空區(qū)）a.最大卜沉值0最大傾斜值 C.最大曲率值 d.最大水平移動(dòng)值 e.最大水平變形值a.地表陷坑、臺(tái)階和裂縫的 形狀、寬度、深度、分布規(guī)律 也地表變形分布與地質(zhì)結(jié)構(gòu) （巖層產(chǎn)狀、主要節(jié)理、斷層、 軟弱層）的關(guān)系c.地表變形分布與采礦方式 （開(kāi)采邊界、工作面推進(jìn)方向% 巷道分布）的關(guān)系a.均勻下沉區(qū)b.移動(dòng)區(qū)c.輕微變形區(qū)調(diào)查方法；收集及川：現(xiàn)場(chǎng)踏勘、走訪；測(cè)繪；

11、變形觀瀾;采空區(qū)（空洞）地表變形調(diào)查內(nèi)容一覽表2、工程物探用于采空區(qū)（空洞）探測(cè)的工程物探方法主要有電法勘探（高密度 電法和電測(cè)深法）、電磁勘探、地震勘探、重力勘探和氫氣勘探。1）電法勘探電法勘探常采用高密度電法和電測(cè)深法。 高密度電法最適宜的采 空區(qū)探測(cè)深度范圍是100m以內(nèi)，最大深度不超過(guò)150m,采空區(qū)埋 深與其直徑的比h/DK40影響探測(cè)深度的因素：測(cè)距的長(zhǎng)短；目標(biāo) 地質(zhì)體的直徑與深度的比；目標(biāo)體與圍巖電性差異；地電斷層如有高 （低）阻屏蔽層；干擾水平大小。T* Xi r邕 wh-*tiffnE C$ CofiliiH ”取1 口000yffl3-12冷而晨皆盤(pán)礦采空區(qū)高雷度電窟g焉道

12、平面騫值線雨.01030507 m 11 n .3-13有河球分布黑2）地震勘探主要用來(lái)確定基巖埋深、頂界起伏程度、風(fēng)化程度及厚度；斷層 破碎帶的寬度及平面位置，巖體工程地質(zhì)分類(lèi)、地基改造效果檢查， 采空區(qū)和自然溶洞的埋深和形態(tài)等。常采用的方法有折射波法和面波法。折射法探測(cè)地下采空區(qū) （空 洞）時(shí)，一般可探測(cè)表層10100m深度。當(dāng)采空區(qū)（空洞）的尺寸與折 射波的波長(zhǎng)接近時(shí)，才能較清晰地反映在記錄圖上，即采空區(qū) （空洞） 的尺度約接近10m才有反映，小于10m則效果不好，難以探測(cè)到。閽Ml*由段狀利粕掂直空區(qū)手圜片，小電阻fflMv *拽辟商怛井甯咕里面胃常分布困面波勘探深度與精度：面波勘探對(duì)

13、波長(zhǎng)的1/2深度內(nèi)有效，對(duì)一般的土層有效深度約為 4050m。在基巖埋深較淺的地方可以更 深，約100m。精度上，只要采空區(qū)（空洞）尺寸不小于其埋深的1/10, 便可以探測(cè)出來(lái)，精度范圍一般可控制在 士 %之內(nèi)。3）電磁勘探電磁勘探包括了瞬變電磁勘探、地質(zhì)雷達(dá)和井間無(wú)線電透視（井間CT普。其中以瞬變電磁法和地質(zhì)雷達(dá)較為常用。瞬變電磁法相對(duì)于其他探測(cè)方法而言，對(duì)地層的分辨能力強(qiáng)，受地形小，在劃分地層、確定電性參數(shù)、礦體及采空區(qū)空間位置和產(chǎn)狀等方面有其獨(dú)特的優(yōu)越性。2 皿2502工團(tuán)9.3712.75-5T舞客區(qū)圖3-30道點(diǎn)t哮值艘創(chuàng)面網(wǎng)4）微重力勘探微重力勘探，用于探測(cè)埋藏淺、范圍小的地質(zhì)體或

14、小構(gòu)造。對(duì)地 下100m以內(nèi)洞穴的探測(cè)，可以較準(zhǔn)確地確定其平面位置，而埋深可 以用重力反演方法得到。由于受采空區(qū)（空洞）的幾何尺寸、充填物及 埋藏深度的制約，重力異常的量值一般在幾十微伽以內(nèi)，因此，只能 用高精度的微重力勘探方法探測(cè)。一般在勘察區(qū)內(nèi)以 5mx 5m的間距5）氯氣勘探氡射氣探測(cè)可指示斷裂構(gòu)造、地裂縫、巷道的展示方向，以及地下隱伏采空區(qū)（空洞）分布范圍。優(yōu)點(diǎn)：不受電、磁、聲干擾；受地形結(jié)構(gòu)、地貌障礙影響??；施工簡(jiǎn)便，靈敏度高，成本低；儀器輕便，工作靈活，工效高。不足：氡運(yùn)移受斷裂、裂隙控制，隨斷裂及裂隙的變化而變化，因此， 其異常不能準(zhǔn)確反映地下空洞的平面位置，只能夠概略地反映輪廓

15、， 屬于定性測(cè)量。另外， 測(cè)氡作業(yè)還受降水、季節(jié)等因素的影響。在進(jìn)行物探工作時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：（ 1）工程物探成果判釋時(shí)應(yīng)考慮其多解性，區(qū)分有用信號(hào)與干擾信號(hào)。（ 2）應(yīng)采用多種物探方法探測(cè)，進(jìn)行綜合判釋。在物探工作前，應(yīng)在條件類(lèi)似的已知采空區(qū)地表進(jìn)行物探方法有效性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定該地區(qū)的物探方法及其最佳組合。（ 3）要有已知的物探參數(shù)或一定數(shù)量的鉆孔（ 4）工程地質(zhì)、巖土工程和工程物探技術(shù)人員要密切配合，共同選擇物探方法，制定探測(cè)方案，分析解釋物探成果。3、工程鉆探目的是對(duì)地質(zhì)測(cè)繪、采礦區(qū)調(diào)查資料及采空區(qū)地球物理探測(cè)成果進(jìn)行驗(yàn)證和控制。1）以查明工作區(qū)地層結(jié)構(gòu)；2）地下采空區(qū)的埋深、厚度、頂、

16、底板巖性；(3)查明采空區(qū)引起的垮落帶、裂隙帶和彎曲帶的埋深、具體 高度和發(fā)育狀況；查明地下水的埋深及其對(duì)混凝土的侵蝕性；(4)采集巖、土樣品，測(cè)試巖土物理力學(xué)性質(zhì)，特別是采空區(qū)頂板及上覆巖層的巖性及其物理力學(xué)性質(zhì)， 進(jìn)行空洞、采空區(qū)發(fā)展演 化分析；(5)進(jìn)行必要的原位測(cè)試及壓水注漿試驗(yàn)，測(cè)試基巖物理力學(xué) 性質(zhì)、裂隙發(fā)育及風(fēng)化程度；利用鉆孔進(jìn)行井中物探，如彈性波CT等探測(cè)工作。鉆探位置的確定方法：根據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪資料、物探異常、形變觀測(cè)資料確定。如形變 沉降中心可能是空洞及采空區(qū)的位置， 可布鉆孔驗(yàn)證。在確定鉆孔位 置時(shí)，必須對(duì)地質(zhì)、物探等各種資料進(jìn)行綜合分析，以提高驗(yàn)證鉆孔 的命中率，減少鉆

17、孔數(shù)量。各勘察階段鉆孔布置可行性研究階段：一般不進(jìn)行鉆探，應(yīng)盡可能收集已有的鉆孔資 料，加以鑒別利用。若無(wú)現(xiàn)成資料，可布置 12個(gè)鉆孔。初勘階段：為了初步判明下伏采空區(qū)(空洞)及其三帶，同時(shí)查明 采空區(qū)(空洞)控制性地層單元及巖土性質(zhì)，鉆孔原則上布置在地貌、 地質(zhì)構(gòu)造、地層變化大且有代表性的地段。場(chǎng)地復(fù)雜程度簡(jiǎn)單一般復(fù)雜鉆孔間距120-2008012050 80初勘階段鉆孔間距表詳勘階段：詳細(xì)查明采空區(qū)（空洞）及其三帶分布情況，以及由于采空區(qū)的影響，造成的地層結(jié)構(gòu)破壞及巖土工程性質(zhì)變化， 為施工圖 設(shè)計(jì)及防護(hù)工程施工圖設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。場(chǎng)地復(fù)雜程度簡(jiǎn)單一般復(fù)雜鉆孔間距（m）407030-502

18、CM0詳勘階段鉆孔間距表鉆探地質(zhì)描述除滿足一般工程地質(zhì)地層描述的要求外，還應(yīng)重點(diǎn)注意采空區(qū)及其三帶的描述。將鉆孔資料與物探資料進(jìn)行對(duì)比分析，以確定采空區(qū)的范圍、埋藏深度，劃分 三帶”界面。采空區(qū)埼落帶判據(jù)裂除帶判據(jù)無(wú)采空區(qū)判據(jù)口,突然棹鉆b.埋鉆、卡鉆C.孔口水位突然消失d.孔口吸風(fēng)e.進(jìn)尺特別快L巖芯破碎混雜.有巖粉、 煤灰g.打鉆時(shí)有響聲 h.可見(jiàn)淤泥粉末狀煤渣 L見(jiàn)坑木、片瓦片 L有瓦斯氣上涌口.突然嚴(yán)聿漏水或漏水 量顯著增加b.鉆孔水位明顯下降C,巖芯有縱向裂紋或陡 傾龜裂維d.鉆孔后輕微吸風(fēng)現(xiàn)象 e.鉆孔有瓦斯氣 f，巖芯采取率小于75%口.全孔返水b.無(wú)耗水量或耗水量小c.取芯率大

19、于75%5進(jìn)尺平柩e.開(kāi)采礦層巖芯完整.無(wú)漏水現(xiàn)象采空區(qū)鉆探現(xiàn)場(chǎng)描述要點(diǎn)與三帶識(shí)別標(biāo)志4、室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)，無(wú)論埋深多少，都必須對(duì)采空區(qū)的頂板取樣，確定其物理力學(xué)性質(zhì)。當(dāng)采空區(qū)（空洞）埋深小于50m時(shí)，對(duì)每個(gè)孔內(nèi)巖石力學(xué)性質(zhì)相接近的巖層，如砂巖、灰?guī)r、砂質(zhì)頁(yè)巖、泥巖等均應(yīng)采取試樣。 取樣位置原則上以深度相接近、巖性一致或接近的巖層作為一組。巖石樣品的試驗(yàn)項(xiàng)目通常有：相對(duì)密度、重力密度、孔隙率、吸水率、飽和吸水率、抗壓強(qiáng)度（干抗壓強(qiáng)度，濕抗壓強(qiáng)度）、 變形模量、泊松比、 抗剪強(qiáng)度（內(nèi)摩擦角、粘聚力）、彈性波速等。土樣的室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目通常有：相對(duì)密度、重力密度、天然含水量、壓縮系數(shù)（壓縮模量）、抗剪

20、強(qiáng)度（內(nèi)摩擦角、粘聚力）等。其中，抗剪強(qiáng)度根據(jù)工程實(shí)際需要，可分為慢剪、快剪、固結(jié)快剪等。土的物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)除用作施工圖設(shè)計(jì)外，還應(yīng)提供土的工程性能指標(biāo)，以便作為治理工程的填料。5、原位測(cè)試選擇與地下采空空洞的治理有關(guān)的試驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)展。如旁壓儀試驗(yàn)、 縱波速度和橫波速度的測(cè)試、注水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)和灌漿試驗(yàn)等。用于測(cè)定巖體的變形模量和強(qiáng)度參數(shù)，判別巖層的完整性，場(chǎng)地巖土類(lèi)型的劃分，測(cè)定采空垮落帶、導(dǎo)水裂隙帶和彎曲變形帶的發(fā)育程度及風(fēng)化狀況。采空區(qū)地表變形觀測(cè)確定了采空區(qū)范圍之后，為判斷下伏采空區(qū)（空洞）對(duì)地表建筑物的影響， 測(cè)定地表變形速率及形變特征需布設(shè)高精度水準(zhǔn)觀測(cè)網(wǎng)和高精度水平形變觀測(cè)

21、網(wǎng)，以定量評(píng)價(jià)下伏采空區(qū)（空洞）的穩(wěn)定性。觀測(cè)點(diǎn)的布置及觀測(cè)周期：觀測(cè)線應(yīng)綜合考慮礦層走向、開(kāi)采方法及上覆地層產(chǎn)狀，并平行或垂直礦層方向呈 十字型”布設(shè)，其長(zhǎng)度應(yīng)超過(guò)移動(dòng)盆地的范圍。觀測(cè)線上觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)等間距布置。在觀測(cè)地表變形的同時(shí)，應(yīng)觀測(cè)地表裂 縫、陷坑、臺(tái)階的發(fā)展和建筑物的變形情況開(kāi)采深度（m）400觀測(cè)點(diǎn)間距m51015202530觀測(cè)線上觀測(cè)點(diǎn)布置間距參考值觀測(cè)周期可根據(jù)地表變形速度按下式計(jì)算：s式中：t觀測(cè)周期（月）；n 水準(zhǔn)測(cè)量平均誤差（mm）;s地表變形的月下沉量（mm/月）；k系數(shù)（一般取23）。地表觀測(cè)應(yīng)在工程可行性研究階段布設(shè)， 若可行性研究階段無(wú)法 確定線路位置，可在可行性

22、研究階段后期或初步設(shè)計(jì)階段前布設(shè)?？刂菩杂^測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在采空區(qū)以外的穩(wěn)定區(qū)，觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志要醒目，便于識(shí)別和保護(hù)，觀測(cè)點(diǎn)不得少于 3個(gè)；控制性觀測(cè)樁應(yīng)保護(hù)到 采空區(qū)治理工程竣工后一年，以便于統(tǒng)一、連續(xù)地監(jiān)測(cè)采空區(qū)的地表 變化量。地面變形觀測(cè)的精度要求:垂直位移測(cè)量中變形點(diǎn)的高程誤差為 1.0mm相鄰變形點(diǎn)的高 差誤差為 0.5mm水平位移測(cè)量中變形點(diǎn)的點(diǎn)位誤差為 6.0mm觀測(cè)資料整理：繪制下沉曲線、下沉等值線圖、水平變形分布圖等。根據(jù)地表變形量結(jié)合工程允許地表變形值進(jìn)行分區(qū)，劃分出對(duì)工 程具有不同危害程度的區(qū)域。計(jì)算地表變形特征值，包括最大沉降值、最大傾斜值、最大豎曲 率值、最大水平移動(dòng)值、最大水

23、平變形值等。計(jì)算方法按建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程 ”執(zhí)行。（四）工程巖體基本質(zhì)量分級(jí)巖體基本質(zhì)量由巖石堅(jiān)硬程度和巖體完整程度所決定。 應(yīng)把巖體 基本質(zhì)量的定性特征和巖體基本質(zhì)量指標(biāo)（BQ）兩者相結(jié)合。參照工 程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分。1基本質(zhì)量級(jí)別巖體基本質(zhì)量的定性特征巖體基本質(zhì) 量指標(biāo)（BQ）1堅(jiān)硬巖，巖體完整550堅(jiān)硬巖，巖體較完整；較堅(jiān)硬巖，巖體完整550451111堅(jiān)硬巖，巖體較破碎：較堅(jiān)硬巖或軟續(xù)巖互層，巖 體較完整；較軟巖，巖體完整450-351IV堅(jiān)硬巖，巖體破碎；較堅(jiān)硬巖，巖體較破碎,破碎III 較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整 一較破碎；軟巖，巖

24、體完整較完整350-251V較軟巖1巖體破碎：軟巖.巖體較破碎。破碎；全部 極軟巖及全部極破碎巖250巖體基本質(zhì)量分級(jí)（五）采空區(qū)場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)采空區(qū)場(chǎng)地的建筑適宜性評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)開(kāi)采情況，地表移動(dòng)盆地特 征和地表移動(dòng)，變形的大小劃分為不宜建筑場(chǎng)地，相對(duì)穩(wěn)定場(chǎng)地，可 以建筑場(chǎng)地，并應(yīng)符合下列條件：下列地段不宜作為建筑場(chǎng)地：在開(kāi)采過(guò)程中可能出現(xiàn)非連續(xù)變形的地段；地表移動(dòng)活躍的地段； 特厚煤層（礦層）和傾角大于55的厚煤層（礦層）露天地段；由于地 表移動(dòng)和變形引起邊坡失穩(wěn)和山崖崩塌的地段；地下水位埋深小于建筑物可能下沉量與基礎(chǔ)埋深之和的地段；地表傾斜大于10mm/m或 地表水平變形大于6mm/m的地段

25、。下列地段作為建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)評(píng)價(jià)其適宜性：采深采厚比小于30的地段。采深小，上覆巖層極堅(jiān)硬并采用非正規(guī)開(kāi)采方法的地段。地表傾斜為310mm/m,地表曲率為0.2X10 30.6X10 3m 或地表水平變形為 26mm/m的地段。礦山采空區(qū)地面塌陷、沉陷的預(yù)測(cè)，要考慮地表移動(dòng)持續(xù)時(shí)間， 判定是否穩(wěn)定。T=7+2H/CT地表移動(dòng)持續(xù)時(shí)間，H一礦層埋深，C一工作面推進(jìn)速度（m/ 月）或 T=2.5H經(jīng)驗(yàn)：開(kāi)采深度為100200m , T=12 年，開(kāi)采深度200400m,T=2-3年。一般10年后，地表處于基本穩(wěn)定狀態(tài)沉降受脛擴(kuò)腰帶沉瞬斜坡神麗*懷市區(qū)|投麗圖小梟空區(qū)地面罌電示意圖 據(jù) John E

26、 C W+1981 .略改）（六）小窯采空區(qū)的勘察和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1、地表變形特征小窯采空區(qū)一般采空范圍較窄，開(kāi)采深度淺，采空區(qū)一般分布無(wú) 規(guī)律或呈網(wǎng)格狀，大多不支撐或臨時(shí)支撐，任其自由塌落，其變形特 征：由于采空區(qū)范圍較窄，地表不出現(xiàn)移動(dòng)盆地，但由于開(kāi)采深度淺, 頂板又任其自由塌落，故地表變形劇烈，多產(chǎn)生較大裂縫，陷坑。地表裂縫分布常與開(kāi)采工作面的推進(jìn)方向平行， 并隨開(kāi)采工作面 的推進(jìn)，裂縫不斷向前發(fā)展。2、任務(wù)礦層的分布范圍，開(kāi)采和停采時(shí)間，開(kāi)采深度、厚度和開(kāi)采方法, 主巷道的位置、大小和塌落、支撐、回填、充水情況，以及開(kāi)采計(jì)劃 和規(guī)劃等。地表陷坑、裂縫的位置、外形大小、深度、延伸方向及其與采

27、空 區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。采空區(qū)四周的工農(nóng)業(yè)抽水等人類(lèi)工程活動(dòng)對(duì)采空區(qū)的影響。3、勘察方法小窯采空區(qū)勘察工作通過(guò)收集資料，調(diào)查訪問(wèn)和物探工作，配以適量的鉆探工作。4、場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及處理措施地表產(chǎn)生裂縫和塌陷地段，屬于不穩(wěn)定地段，不適于建筑。在四周建筑時(shí)，需有一定的安全距離，安全距離的大小視建筑物的性質(zhì)而定,一般應(yīng)大于515m。治理方案選擇首先要根據(jù)工程的重要性、對(duì)沉降變形的要求等來(lái)確定你的處治方案。采空區(qū)治理的方法主要是充填法，充填的材料選擇、工藝選擇都是根據(jù)工程對(duì)變形的要求來(lái)選擇。采空區(qū)治理，重在充填，至于對(duì)充填體強(qiáng)度則要求不高，無(wú)論你充填砂子、粉煤灰、粘土、還是水泥漿，效果差別不大。這樣處

28、理的結(jié)果， 采空區(qū)仍然還會(huì)有少量的沉降，因?yàn)槟銓?shí)際上不可能將空洞完全充填，加上開(kāi)采時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生了部分變形，這樣，治理后仍然會(huì)出現(xiàn)少量沉降。對(duì)于一些一般的工程基本可以滿足對(duì)變形的要求，而對(duì)于重要的工程、大橋等則不能滿足對(duì)變形的要求，要盡量避繞采空區(qū)。采空區(qū)勘察報(bào)告編寫(xiě)要求報(bào)告文字部分應(yīng)包括下列內(nèi)容：闡述勘察工作概況，包括勘察的依據(jù)、目的、 任務(wù)、 勘察的時(shí)間、方法、過(guò)程及工作量；論述場(chǎng)地的自然地理概況，包括地理位置、地形地貌、水文、交通、氣候；介紹區(qū)域地質(zhì)概況，包括地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震烈度；介紹各采空區(qū)綜合勘察成果，包括工程地質(zhì)調(diào)查成果、物探、鉆探成果及沉降觀測(cè)成果，確定采

29、空區(qū)影響范圍及采空區(qū)采煤的層數(shù)、采厚、頂板巖性、開(kāi)采時(shí)間、采出率、開(kāi)采方法、頂板管理方法、塌陷狀況等基本特征；采空區(qū)剩余空隙體積估算及評(píng)價(jià)采空區(qū)的危害性；論述采空區(qū)地面變形特征，計(jì)算剩余沉降量，預(yù)測(cè)變形的發(fā)展趨勢(shì)，評(píng)價(jià)工程場(chǎng)地的穩(wěn)定性；提出采空區(qū)治理方案的建議；勘察工作的結(jié)論、建議及存在的問(wèn)題。圖表部分包括下列內(nèi)容：采空區(qū)工程地質(zhì)平面圖（比傷J尺1: 10001: 2000）;采空區(qū)地段線狀工程地質(zhì)縱斷面圖、橫斷面圖；采空塌陷區(qū)分布圖（含地面塌陷坑、塌陷槽、裂縫）；地表沉降（下沉）等值線圖，比例尺1: 10001: 2000;采空區(qū)剩余空隙體積估算表； 鉆孔柱狀圖； 簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)成果；巖石

30、試驗(yàn)成果報(bào)告；水質(zhì)分析報(bào)告。二、采空區(qū)塌陷治理設(shè)計(jì)（一 ） 概述采空區(qū)治理方法主要有注漿法和非注漿法。其中， 非注漿法主要有干砌方法、漿砌法、開(kāi)挖回填方法和橋跨方法。注漿法系對(duì)地基土顆粒的空隙、土層界面或巖層的空隙或采空區(qū)的垮落帶注入漿液材料，以便硬化后增加其強(qiáng)度或降低滲透性。干砌方法是在采礦后形成的空洞內(nèi)，用片石人工回填砌筑，砌體與洞頂板緊密接觸，使堆砌物起到支撐頂板作用，從而保證采空區(qū)上方覆巖的穩(wěn)定性。該方法主要適用于礦層開(kāi)采后未完全塌落、空間較大的采空區(qū)，且應(yīng)具備采空區(qū)內(nèi)通風(fēng)良好、易于人工作業(yè)、材料運(yùn)輸?shù)仁┕l件。漿砌方法的適用條件與干砌方法的適用條件基本上相同，其不同之處在于要求堆砌物

31、具有較高的整體強(qiáng)度。開(kāi)挖回填方法是對(duì)淺層采空區(qū)先進(jìn)行開(kāi)挖，然后采用干砌或漿砌方式回填。橋跨方法是以橋的形式跨越采空區(qū)不穩(wěn)定的路段，橋的墩臺(tái)應(yīng)在穩(wěn)定的巖體中。該方法主要適用于煤層開(kāi)采規(guī)模較小、開(kāi)采深度幾米至幾十米的采空區(qū)。選擇治理方法的主要條件選擇采空區(qū)治理方法時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下主要條件：采空區(qū)的特征、工程的重要性、施工條件。如淺采空區(qū)可以用開(kāi)挖回填方法治理。一般工程的采空區(qū)，可采用以充填為主的水泥粉煤灰注漿法治理，其水泥用量不可大于20；重要工程的下伏采空區(qū)地段，采用以加固地基為主的水泥漿或水泥含量大于50的水泥粉煤灰漿的注漿法治理。當(dāng)注漿可引起地下水位的變化，會(huì)給鄰近礦井的生產(chǎn)帶來(lái)危害等，在

32、選擇方法時(shí)要作全面的考慮，盡可能減小對(duì)周?chē)h(huán)境的危害。（二 ） 采空區(qū)治理設(shè)計(jì)1、治理設(shè)計(jì)的原則設(shè)計(jì)前應(yīng)詳細(xì)研究勘察報(bào)告。根據(jù)采空區(qū)的形成時(shí)間、埋深、采空厚度、采礦方法、頂板或覆巖巖性及其力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)條件等選擇治理方案或方法。施工前應(yīng)開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，按設(shè)計(jì)注漿鉆孔總數(shù)5% 10%的孔進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，其內(nèi)容包括漿液的配比、成孔工藝、注漿施工工藝、注漿設(shè)備等。在分析與總結(jié)試驗(yàn)階段成果的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)。2、不同設(shè)計(jì)階段的要求：可行性研究設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡量避開(kāi)采空區(qū)，特別是重要的構(gòu)造物不應(yīng)設(shè)計(jì)在采空區(qū)地基上。如無(wú)法完全避開(kāi)，穿越采空區(qū)的范圍越小越好。初步設(shè)計(jì)階段，著重解決注漿材料、漿液類(lèi)

33、型、成孔工藝、注漿工藝等問(wèn)題，并相應(yīng)地進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，提出最佳的設(shè)計(jì)方案。施工圖設(shè)計(jì)階段，確定注漿材料和漿液類(lèi)型，設(shè)計(jì)注漿鉆孔的位置、結(jié)構(gòu)、孔深及相應(yīng)的注漿量，設(shè)計(jì)注漿方法、成孔工藝及注漿施工工藝，并相應(yīng)地提出采空區(qū)治理的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工程預(yù)算。3、采空區(qū)注漿治理范圍注漿范圍與采空區(qū)的分布、埋藏深度、上覆巖性及工程的類(lèi)型（挖方、填方）因素有關(guān)。采空區(qū)治理的長(zhǎng)度、寬度應(yīng)考慮覆巖移動(dòng)角影響范圍內(nèi)的治理范圍。采空區(qū)治理的深度原則上為鉆至礦層底板以下3 Om 處。4、注漿材料水：應(yīng)符合拌制混凝土用水要求，其pH 值大于4。水泥： 水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于325 號(hào)，應(yīng)優(yōu)先選用礦渣水泥，其次是普通硅酸鹽水泥或其他

34、類(lèi)型水泥。如果是采空區(qū)中的水對(duì)漿液結(jié)石體有強(qiáng)至中等腐蛀性，應(yīng)采用抗硫酸水泥。粉煤灰：應(yīng)符合國(guó)家二、三級(jí)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。粘土：塑性指數(shù)不宜小于 14,卞粒（粒徑小于O. 05mm）含量不宜低于25，含砂量不大于3。骨料：砂應(yīng)為質(zhì)地堅(jiān)硬的天然砂或人工砂，粒徑不宜大于 2. 5mm：有機(jī)物含量不宜大于 3%。石屑或礦渣最大粒徑與溶洞、空洞和裂隙的寬度有關(guān)，一般情況下不宜大于1. 0cm,有機(jī)物含量不宜大于3%。外加劑技術(shù)指標(biāo)要求：水玻璃模數(shù)宜為 2. 43. O,濃度宜為 3045波美度。5、注漿鉆孔鉆孔布設(shè)，注漿孔的排距、孔距一般經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)法進(jìn) 行試驗(yàn)時(shí)，宜根據(jù)采礦方法、覆巖地層結(jié)構(gòu)及巖性、

35、采出率、頂板管 理方法、垮落帶和斷裂帶的空隙、裂隙之間的連通性，按照經(jīng)驗(yàn)值設(shè) 計(jì)。序號(hào)內(nèi) 容排距(m)每排孔電(E)幄幕孔 孔距 (m)路基范 圍內(nèi)路基范 國(guó)外1后堅(jiān)硬頂板，采出率大于等于 60%,采空區(qū)垮裂帶的巖石空隙、 裂隙之間連通性較好25102052551552無(wú)堅(jiān)硬J頁(yè)板,采出率大于等于 60%r采空區(qū)垮裂帶的巖石空隙、 裂隙之間連通性較差20101552051553有堅(jiān)硬頂板，采出率小于60%. 采空區(qū)垮裂帶的巖石空隙、裂隙 之間連通性較好20 101552051554無(wú)堅(jiān)便頂板采出率小于60%, 采空區(qū)垮裂帶的巖石空隙、裂隙 之間連通性較差1510105155105注漿孑L和帷幕

36、升排距和孑I距經(jīng)驗(yàn)值一唬表鉆孔結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求孔深：注漿孔或帷幕孔應(yīng)鉆至采空區(qū)(或煤層)底板以下3m處孔徑：鉆孔開(kāi)孔孔徑宜控制在130150mm之間，終孔孔徑不應(yīng)小于91mm。變徑位置：注漿孔和帷幕孔均應(yīng)進(jìn)入完整基巖810m處變徑。取芯孔：取芯孔的數(shù)量應(yīng)為注漿孔和帷幕孔總數(shù)的3%5%,采空區(qū)部位巖芯采取率不應(yīng)小于30，其他部位巖心采取率不應(yīng)小于 60。 TOC o 1-5 h z 鉆孔測(cè)斜：鉆孔每50m 測(cè)斜一次，每百米孔斜不應(yīng)超過(guò)2。注漿管徑：應(yīng)選用直徑不小于 50mm或127mm的鋼管，需投入骨料時(shí)，管徑不應(yīng)小于89mm。6、止?jié){要求只有一個(gè)煤層采空區(qū)，止?jié){可一次完成，宜采用似法蘭盤(pán)簡(jiǎn)易止?jié){法或止?jié){塞、套管等方法止?jié){。水泥漿灌注高度不應(yīng)小于8m。治理兩個(gè)以上煤層采空區(qū)，注漿鉆孔止?jié){需兩次以上完成；下行法注漿宜選用套管止?jié){，上行式（法 ）注漿宜用止?jié){塞止?jié){。下行式分段注漿宜采用套管止?jié){。其方法是：開(kāi)孔孔徑進(jìn)入完整基巖8m,灌注0.5: 1（1: 2）或更濃的加水玻璃的水泥漿。其水泥漿柱高度不小于8m,接著下入止?jié){管 （是護(hù)壁管又是孔口管和注漿管），待水泥漿終凝或24h 后再變徑鉆至第一個(gè)煤層采空區(qū)的設(shè)計(jì)深度。在孔口管