采空区塌陷处理措施方案
煤矿开采沉陷防治和控制技术(三篇)

煤矿开采沉陷防治和控制技术一.沉陷的防治技术途径沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑;(1)对开采沉陷的控制,即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施,来减少地表下沉,控制地表下沉速度和范围,达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。
(2)开采沉陷破坏的恢复和整治,运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术,对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1.1全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前,用固体材料对采空区进行密实充填,使顶板岩层仅产生少量下沉,以减少地表的下沉和变形,达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法,其次是风力充填和矸石自溜充填。
但充填采矿法需要专门的充填设备和设施,还需要有充足的充填材料。
矿井初期投资大,吨煤成本相应的增加。
1.1.2条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件,按一定的采留比,在被开采的煤层中采出一条,保留一条。
由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。
从而减少覆岩移动,控制地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护。
但该方法采出率低、巷道掘进多,工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性,在煤炭采出后一定时间间隔内,用钻孔往离层带空间高压注浆,充填,加固离层带空间,将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构,使离层带的下沉空间不再向地表传递,以减少或减缓地表下沉,保护地面建、构筑物或农田。
但该技术难度大,再近一步研究。
1.1.4限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力,以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据,确定可开采的煤层厚度,开采是仅回采这一厚度的煤,其余各煤层均不开采,以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。
但该技术采出率低,仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
采空区治理方案

采空区治理方案引言采空区是指煤炭、金属矿山等矿产开采活动后的矿山空间,由于资源的开采,地下的矿石被掏空,导致地表产生了一定的沉陷和塌陷问题,给环境和社会带来了许多负面影响。
因此,为了有效治理采空区,保护环境和人民的生命财产安全,需要制定科学的治理方案。
采空区治理的目标1.恢复和修复采空区的地质地貌;2.防止采空区的地表沉陷和塌陷,减少对周边建筑物和土地的影响;3.修复采空区的生态系统,提高生态效益;4.利用采空区开展其他经济活动,实现资源的再利用。
治理方案的具体措施1. 地质地貌修复对采空区的地质地貌进行修复,主要包括以下措施:•地表重新塑造:采用填方、挖掘、挖土等方式,填补和平整地表,恢复原有的地貌形态;•地下填充材料的选择:选择适当的填充材料,如砂石、砾石等,填充采空区的地下空间,增加地下承载能力;•地下排水系统建设:采用排水井、排水管网等方式,将地下水排出,减少沉陷和塌陷的风险。
2. 防止沉陷和塌陷为了保护周围的建筑物和土地不受沉陷和塌陷的影响,需要采取以下措施:•建立监测系统:通过地面沉陷监测仪器和技术手段,对采空区进行实时监测,及时发现沉陷和塌陷的风险;•强化地下支护工程:采用钢支撑、预应力锚杆等方法,对采空区进行加固,增强地下承载能力;•控制开采活动:在开采矿产时,要合理控制开采速度、范围和方式,减少对地下空间的破坏。
3. 生态系统修复为了修复采空区的生态系统,需要进行以下工作:•植被恢复:选择适宜的植物种类,如草、树等,进行大面积植被覆盖,增强土壤保持能力;•水源修复:对采空区的水源进行清理和修复,加强水源管理;•野生动植物保护:保护和引入适应采空区环境的野生动植物,维护物种多样性。
4. 资源再利用对采空区进行资源再利用,可以实现资源的最大化利用和经济效益的提升:•建设工业园区:利用采空区的地理位置和基础设施,建设工业园区,吸引企业投资和发展,推动区域经济发展;•发展旅游业:利用采空区独特的地貌和生态环境,发展旅游业,提升地区的知名度和经济效益;•开展农业活动:利用采空区的土壤和空间,开展农业活动,提高土地利用率。
煤矿采空区地面塌陷的防治措施

煤矿采空区地面塌陷的防治措施摘要:煤矿采空区地面塌陷与出现裂缝,是非常常见的病害,这种情况主要是由于煤矿开采后,对原本的稳定性造成影响。
巷道的稳定性主要通过巷壁进行支持,现在要在没有支撑的情况下,承受自重,这种情况下使得原有的平衡被打破,局部应力增强,从而容易引发地面塌陷和地面裂缝问题。
煤矿采空区面积较大时,如果围岩强度不足,无法对抗上覆岩土体的重力抵抗,这时候会出现顶板岩层拉张应力大于岩层的抗拉极限,从而会产生下沉,造成地面断裂与破碎。
煤矿采空区地面塌陷或地面裂缝,对于煤矿的安全开采造成极大的安全威胁,并且对周围环境造成不利影响,因此,对于煤矿采空区地面塌陷与裂缝的治理非常必要。
关键词:煤矿采空区;地面塌陷;防治措施1地面塌陷的形成中国煤矿塌陷多数是由于煤炭被挖出,形成空穴。
这种塌陷原因,可以分为岩溶塌陷、采空塌陷、黄土湿陷三种不同方式,它们的形成除了自然因素外,还与人类行为有着密切关系。
人类为了从地下得到煤炭,掏空地下,而采空塌陷防治和治理的目的就是减少人为灾害,使煤矿区域不能由于取走煤而发生塌陷,这样才能保证矿区的生态环境。
采空区塌陷是造成矿区环境地质灾害的直接根源,不同规模的采空塌陷地质灾害的发生原因,①由于开采煤炭后,使塌陷裂隙增大。
这主要是由于在地表延伸而形成的地下采空,出现岩层冒落,使上覆岩体中,容易形成裂隙带,在地层应力作用下,裂隙就可能向上延伸发展,随着时间的变化,在地表土体中形成地裂缝出现塌陷现象;②由于地表土体被挖空后,产生不均匀沉降现象,诱发形成裂缝,其原因主要是受采空影响,形成上覆岩层的不均匀塌陷,这种现象会使地表土体发生破坏变形,导致裂缝出现。
显然,塌陷的出现是根据其地壳形成被破坏,发生的一种不平衡过程,这一过程发生的原因,主要影响因素有:采空区暴露面积的大小、矿柱留的尺寸、采矿深度、围岩岩性、地质构造、爆破震动、大气降水和地下水等因素,这些都会导致地陷的发生。
过去,由于对地陷没有科学的认识,大多只是在塌陷区形成后,对人类的生活造成影响,才着手进行治理,这种治理办法,不仅起不到良好效果,而且还事半功倍,投入大量的人力物力,因此在以后的工作中,应在塌陷区形成之前,在生产过程中,就应采取预防措施,即在煤炭开采过程中,就应该想到地陷问题,认真实施,采用有效的减塌措施,例如,边开采边充填采矿法,也可以采用条带采矿法,或者采用多煤层、多工作面的协调采矿法,还可以采取井下支护和岩层加固措施等,以减小矿区塌陷范围、塌陷幅度,减轻塌陷的危害程度。
采空区塌陷处理措施方案

深度解析:采空区地面塌陷勘察与设计!本文从采空区塌陷勘察、采空区塌陷治理设计两方面展开:一采空区塌陷勘察主要依据:高速公路采空区(空洞)勘察设计与施工治理手册;岩土工程勘察规;铁路工程不良地质勘察规程;一)采空区分类:1、按采煤方法与顶板管理方法分类:(1)长壁陷落法采空区:由长壁大冒顶采煤法形成的采空区(2)短壁陷落法采空区:由短壁自由冒顶采煤法形成的采空区(3)巷柱或房柱式采空区:由巷柱或房柱式采煤法形成的采空区(4)条带法或填充法采空区:由条带或填充采煤法形成的采空区2、按采煤深厚比可分为以下几类:(1)浅层采煤区:开采深、厚比小于40 的采空区;(2)中深层采空区:开采深、厚比大于40,但小于200 的采空区;(3)深层采空区:开采深、厚比等于或大于200 的采空区。
3、按煤矿采空区形成和停采的时间分类:可以分为新采空区和老采空区两种。
新采空区是指现采空的采空区,其地表移动、变形尚未发生或正在发生过程中,或位于正在采煤的采区、采煤工作面近旁的采空区已放顶,地表移动、变形和移动盆地正在发生、发展中。
老采空区是指已停采闭矿的矿区或已停采的采空区,其地表移动、变形和移动盆地等已形成并趋于稳定的采空区。
采空区地面变形灾害包括地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等。
勘察围应大于地面变形围。
I勒it鼻瞪i1998年5月发生的临澧县衫板乡石膏矿塌陷,直径达47米。
(一)主要任务查明老采空区上覆岩层的稳定性,预测现采空区和未来采空区的地表移动和变形特征,对工程场地的适宜性进行评价。
在此基础上,提出预防、整治的对策和方案。
可行性研究勘察阶段1、该阶段应以收集资料、工程地质调查、采矿情况调查为主,辅之以大比例尺航卫片解译,必要时可布置少量勘探工作。
其工作容是:1) 收集矿区地质图、综合地质柱状图、剖面图、采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、沉降观测等有关资料;2) 调查勘察围的气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特征;3) 调查勘察区采空区( 空洞) 的分布及开采时间、围、深度、采厚、开采方法、采取率、顶板岩性和厚度、顶板管理方法及远景开采规划;4) 调查或收集供水井的抽排水状况及其对采空区稳定性的影响;5) 在有条件的地方宜进行井下调查、测量、测绘出采掘工程平面图,查明采空区的顶板塌陷及积水情况;6) 调查采空区覆岩破坏、地表陷落、建筑物破坏特征及其与采空区开采边界的关系,划分出中间区和边缘区;7) 调查由于地表塌陷而引起的其他不良地质现象类型、分布位置和规模;8) 定性或半定量地初步评价采空区的稳定性。
采空区治理实施方案

采空区治理实施方案采空区是指煤矿开采完毕后形成的空洞区域,如果不及时进行治理,将会对周边环境和人民群众的生命财产安全造成严重威胁。
因此,制定和实施科学合理的采空区治理方案显得尤为重要。
一、采空区治理的必要性采空区治理是保障矿区安全、改善生态环境、促进社会经济发展的重要举措。
未治理的采空区存在坍塌、地裂、地陷等安全隐患,严重影响了周边居民的生活和生产。
同时,采空区的废弃矿井和矸石堆积也对环境造成了严重污染,影响了生态平衡。
因此,采空区治理的实施对于维护人民群众的生命财产安全、改善环境质量具有重要意义。
二、采空区治理的原则1. 科学合理:采用先进的治理技术和方法,确保治理效果持久稳定。
2. 综合利用:充分利用采空区资源,开发绿色矿山经济,实现资源再生利用。
3. 生态环保:注重生态环境保护,采取措施减少对环境的影响,促进生态修复。
4. 安全可靠:确保治理工程安全可靠,防止二次灾害发生。
三、采空区治理的具体措施1. 采空区封闭:对采空区进行封闭处理,采取填充、固化等措施,防止地表塌陷和地下水外溢。
2. 废弃矿井治理:对废弃矿井进行封堵、加固和排水处理,防止矿井坍塌和地下水位下降。
3. 矸石堆积处理:对采空区的矸石进行清理、整治和综合利用,减少对环境的污染。
4. 生态修复:采用植被覆盖、土壤修复等技术手段,实施采空区的生态修复工程,恢复自然生态系统。
5. 安全监测:建立采空区治理后的安全监测系统,定期对治理效果进行评估,及时发现和处理问题。
四、采空区治理的保障措施1. 法律法规:建立健全采空区治理的相关法律法规,明确治理责任和监管机制。
2. 技术支持:加强科技创新,提高采空区治理技术水平,推动治理工程的科学实施。
3. 资金投入:加大对采空区治理工程的投入力度,确保治理工作的顺利进行。
4. 宣传教育:开展采空区治理的宣传教育工作,增强公众对治理工作的理解和支持。
五、采空区治理的效果评估对采空区治理的效果进行定期评估,包括安全稳定性、生态环境改善情况、资源综合利用效果等方面,及时发现问题并采取有效措施加以解决,确保治理工程的长期效果。
采空区塌陷管理制度

采空区塌陷管理制度一、采空区塌陷管理制度的必要性1、保护环境。
采空区塌陷会导致地表变形和沉降,影响周围地区的自然环境和生态系统,给周围居民和农田带来不良影响。
2、确保地质安全。
采空区塌陷会造成附近建筑物的损坏和地表开裂,危及周围民众的生命财产安全。
3、维护矿山生产秩序。
采空区塌陷会影响矿山的正常生产,造成生产中断和损失。
4、维护矿山公司的声誉。
采空区塌陷是一种矿山灾害,会对矿山公司形象产生负面影响。
5、法律规定。
我国有关矿产资源管理的法规对采空区塌陷的监管提出了明确要求,矿山公司有义务建立相应的管理制度。
二、采空区塌陷管理制度的内容1、责任制度。
明确各岗位的责任和义务,确定采空区塌陷管理相关的责任人,并明确各个责任人的权限和职责。
2、安全防护措施。
建立采空区塌陷的监测系统,定期对采空区进行监测,及时发现问题并采取措施。
对采空区进行围护加固,确保其稳定性。
3、应急预案。
建立完善的采空区塌陷应急预案,对可能出现的突发事件进行预先规划,确保在发生采空区塌陷时,能够迅速、有序地进行应对,并最大程度地减少损失。
4、员工培训。
对所有从事采矿作业的员工进行采空区塌陷管理相关知识的培训,使员工了解采空区塌陷的危害性以及应对措施,提高员工的安全意识和应急能力。
5、监督检查制度。
建立由矿山安全生产监管部门牵头的采空区塌陷管理相关的监督检查制度,定期对矿山的采空区塌陷管理情况进行检查,发现问题及时纠正。
6、技术支持。
建立与专业技术机构的合作机制,及时向专业技术机构咨询采空区塌陷相关技术知识,保持与行业最新技术的同步。
7、信息公开制度。
建立透明、公开的采空区塌陷信息发布制度,定期向社会公众公布采空区塌陷管理相关信息,接受社会监督和建议。
三、采空区塌陷管理制度的实施1、建立健全的管理机制。
矿山公司应建立以安全生产部门为主导的采空区塌陷管理工作组织架构,明确各部门之间的职责分工和协作机制。
2、加强宣传教育。
通过多种方式向员工宣传采空区塌陷管理的重要性和方法,培养员工的安全意识和危机处理能力。
煤矿采空区坍塌事故应急处置措施

煤矿采空区坍场事故应急处丑措施①当发生采空区塌陷事故时多数伴生火灾、水灾、有害气体伤害,现场人员应立即撤离到采空区上风头,查明人机是否掉入采空塌陷区,判断是否继续塌陷,在确保安全的前提下实施自救互救,并立即向跟班矿长和调度室汇报。
②跟班矿长正确判断采空区塌陷事故危害程度,立即停止事故区的生产,紧急疏散人员到上风头较高的安全地带避险,组织区队力量抢救涉险人员,抢救必须遵循先人后机、以人为本的原则,控制事故继续蔓延,把灾害阐氐到最低限度.③跟班矿长向调度室汇报事故现场的自救和事故控制情况,如果事故得不到控制,现场人员和设备不足以消除事故时,申请矿部救援力量支援。
④调度室接到报警后立即向应急指挥部报告,并根据事故救援控制情况,启动内部专业救援小组赶赴现场配合区队展开救援.⑤应急指挥部接报后,判断事故等级和现场救援控制情况,向上级监管部门报告,如果煤矿内部救援力量不足以控制事故,涉险受伤人员得不到及时救治,事故还在继续扩大,指挥部立即向协议救护队和上级部门请求支援。
⑥医疗救援组赶赴事故现场,救治受伤人员,将重伤人员立即转送医院救治。
已昏迷伤员保持气道畅通,必要时做人工呼吸和心脏复苏抢救,骨折出血的伤员,应做相应的包扎、固定处理。
⑦警戒保卫组在采空塌陷区设置警戒,防止人员进入采空塌陷区造成伤害,必要时疏散下风头有害气体覆盖范围内的群众,谨防有害气体造成大面积中毒。
⑧抢险救援组赶赴现场实施救援,救援时必须佩戴隔绝式呼吸器,谨防有害气体对救援人员造成伤害,先将采空塌陷区松散易滑落石块清除,防止滑落石块造成二次伤害,在保证抢险及被困人员安全的情况下实施救援。
⑨如采空区伴生火灾、水灾,按相应的救援方案实施救援。
⑩救援结束保护事故现场,积极配合事故调查部门展开事故调直,做好事故善后处理.经有关部门同意后恢复生产。
采空区地面塌陷区及裂隙治理措施

采空区地面塌陷区及裂隙治理措施
一、治理的目的:对于地面塌陷区治理是保护矿井安全生产的主要手
段,同时也是为保护地面建筑物等减少损失的重要手段。
二、治理的区域:2401首采工作面及下一开采2402工作面上方采空
区。
三、煤矿开采引起地表塌陷,主要形式是:地表下沉、倾斜、弯曲、水
平移动、水平变形。
地表下沉过程随着工作面的推进而循序渐进。
当下沉盆地边缘触及建筑物时,会使其受地表倾斜、弯曲和水平拉压缩的影响。
四、采取的措施:
1、成立地面采空区治理领导小组:组长:张高峰副组长:郑文宽
成员:陈金怀、苏伟阔、高继东、隋国民、杜宗池、毛凤本、任晓鹏。
领导小组成员负责协调、组织、解决、观测地表塌陷区治理一切工作。
2、作好地表的测量,标定井田范围内各种建筑物、道路、场地、电力
设施等。
摸清采空区地表存在的建筑物、构筑物及塌陷区对道路的影响。
3、安排专人进行巡回检查、对于沉陷的地方,视情况及时平整修复。
对于采空区存在的建筑物,要及时搬迁。
4、采空区上方的运输临时道路,采取堵截、改道、路面整修、等措施
进行。
5、在线路下方开采时,组织人员进行观测和专职人员监视电线杆倾斜
和电线的松弛程度,及时进行堆土处理。
6、对于2401采空区上方煤场储煤场应重新选址,应设立在地表稳定或受采动影响较小的区域,同时应考虑道路改道后的运输问题;。
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深度解析:采空区地面塌陷勘察与设计!本文从采空区塌陷勘察、采空区塌陷治理设计两方面展开:一采空区塌陷勘察主要依据:高速公路采空区(空洞)勘察设计与施工治理手册;岩土工程勘察规;铁路工程不良地质勘察规程;一)采空区分类:1、按采煤方法与顶板管理方法分类:(1)长壁陷落法采空区:由长壁大冒顶采煤法形成的采空区(2)短壁陷落法采空区:由短壁自由冒顶采煤法形成的采空区(3)巷柱或房柱式采空区:由巷柱或房柱式采煤法形成的采空区(4)条带法或填充法采空区:由条带或填充采煤法形成的采空区2、按采煤深厚比可分为以下几类:(1)浅层采煤区:开采深、厚比小于40的采空区;(2)中深层采空区:开采深、厚比大于40,但小于200的采空区;(3)深层采空区:开采深、厚比等于或大于200的采空区。
3、按煤矿采空区形成和停采的时间分类:可以分为新采空区和老采空区两种。
新采空区是指现采空的采空区,其地表移动、变形尚未发生或正在发生过程中,或位于正在采煤的采区、采煤工作面近旁的采空区已放顶,地表移动、变形和移动盆地正在发生、发展中。
老采空区是指已停采闭矿的矿区或已停采的采空区,其地表移动、变形和移动盆地等已形成并趋于稳定的采空区。
采空区地面变形灾害包括地面塌陷、地面沉降、地面开裂(地裂缝)等。
勘察围应大于地面变形围。
1998年5月发生的临澧县衫板乡石膏矿塌陷,直径达47米。
(一) 主要任务查明老采空区上覆岩层的稳定性,预测现采空区和未来采空区的地表移动和变形特征,对工程场地的适宜性进行评价。
在此基础上,提出预防、整治的对策和方案。
可行性研究勘察阶段1、该阶段应以收集资料、工程地质调查、采矿情况调查为主,辅之以大比例尺航卫片解译,必要时可布置少量勘探工作。
其工作容是:1)收集矿区地质图、综合地质柱状图、剖面图、采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、沉降观测等有关资料;2)调查勘察围的气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特征;3)调查勘察区采空区(空洞)的分布及开采时间、围、深度、采厚、开采方法、采取率、顶板岩性和厚度、顶板管理方法及远景开采规划;4)调查或收集供水井的抽排水状况及其对采空区稳定性的影响;5)在有条件的地方宜进行井下调查、测量、测绘出采掘工程平面图,查明采空区的顶板塌陷及积水情况;6)调查采空区覆岩破坏、地表陷落、建筑物破坏特征及其与采空区开采边界的关系,划分出中间区和边缘区;7)调查由于地表塌陷而引起的其他不良地质现象类型、分布位置和规模;8)定性或半定量地初步评价采空区的稳定性。
2、初步设计勘察阶段本阶段勘察应以现场地质和采矿调查、测绘和物探工作方法为主,辅之以钻探工作及简易水文地质观测试验,必要时进行地表变形观测。
本阶段应进一步收集地质、采矿资料,并通过地质调查、物探、钻探、沉降观测、简易抽水试验等综合勘察手段,初步查明采空区的工程地质条件、水文地质条件,采空区的围、埋深、形状、充填、垮落情况,开采层数及剩余沉降量、“三带”界限、地表塌陷等情况,为确定采空区治理方案提供依据。
3、施工图设计勘察阶段本阶段采空区(空洞)勘察应以钻探工作为主,辅之以必需的补充物探及调查测绘工作。
工作容:1)查明初勘阶段尚未查明的工程地质问题;2)确定采空区地表变形围、变形量大小及其变化规律,分析采空区沉降变形发展趋势,研究地表变形与采空区、区域地质构造、开采边界、采煤工作面推进方向的关系,确定其危害程度;3)查明采空区近旁的矿井或供水井的抽排水的时间、水量、水质、地下水位变幅和影响半径及其对采空区的稳定性、治理工程的影响;4)修正、完善采空区及其覆岩的三维地质构造模型、覆岩破坏的“三带"界限,核实采空区的剩余空隙体积;5)查清地表塌陷围、破坏形式、发展趋势;6)评价采空区的稳定性,确定采空区的治理方案;7)测绘影响围采空区工程地质平面图(比例尺1:1000—1:2000)及工程地质纵、横断面(剖面)图等。
(二) 勘察围及深度在整个采空区勘察过程中,勘察宽度可视勘察阶段、采空区埋深等具体情况而定。
如工程可行性研究阶段勘察宽度要大,初步设计勘察阶段宽度适当减小,施工图设计勘察阶段宽度再减小。
但各阶段勘察工作宽度不能小于公式计算宽度,且应考虑到上山、下山方向的差别,因为公式计算的宽度是采空区影响的最小宽度。
一般外延100—500m。
勘探深度,对于单层采空区,各阶段的勘探深度不得小于采空区底板以下3m;对于多层采空区,各阶段勘探深度不得小于最下层采空区底板以下3m。
(三)勘查方法的选择勘察前,应收集研究地质资料,全面调查人类活动的历史、方式、围与强度,以及已产生塌陷的发育特征,在综合分析的基础上合理布置勘察评价工作。
勘察方法采取工程地质测绘、工程物探、工程钻探、室试验及原位测试、高精度形变观测。
条件许可时应开展井下工程地质调查。
1、工程地质测绘工程地质调查与测绘的目的是研究采空区及其附近的区域地质构造、地层岩性、水文地质条件、地下采空区的分布位置、采矿状况、地面塌陷程度等。
调查所采矿层顶底板的岩性、厚度及矿层上覆岩性的组合类型,条件许可时应进行井下测量工作,绘制采空区地质剖面图。
初步确定工作区的三维工程地质结构和物探探测围。
比例尺一般以1:1000—1:2000为宜。
采矿调查容一览表采空区(空洞)现场勘察容一览表采空区(空洞)地表变形调查容一览表2、工程物探用于采空区(空洞)探测的工程物探方法主要有电法勘探(高密度电法和电测深法)、电磁勘探、地震勘探、重力勘探和氡气勘探。
1)电法勘探电法勘探常采用高密度电法和电测深法。
高密度电法最适宜的采空区探测深度围是100m以,最大深度不超过150m,采空区埋深与其直径的比h/D≤40。
影响探测深度的因素:测距的长短;目标地质体的直径与深度的比;目标体与围岩电性差异;地电断层如有高(低)阻屏蔽层;干扰水平大小。
2)地震勘探主要用来确定基岩埋深、顶界起伏程度、风化程度及厚度;断层破碎带的宽度及平面位置,岩体工程地质分类、地基改造效果检查,采空区和自然溶洞的埋深和形态等。
常采用的方法有折射波法和面波法。
折射法探测地下采空区(空洞)时,一般可探测表层10~100m深度。
当采空区(空洞)的尺寸与折射波的波长接近时,才能较清晰地反映在记录图上,即采空区(空洞)的尺度约接近10m才有反映,小于10m则效果不好,难以探测到。
面波勘探深度与精度:面波勘探对波长的l/2深度有效,对一般的土层有效深度约为40~50m。
在基岩埋深较浅的地方可以更深,约100m。
精度上,只要采空区(空洞)尺寸不小于其埋深的1/10,便可以探测出来,精度围一般可控制在±5%之。
3)电磁勘探电磁勘探包括了瞬变电磁勘探、地质雷达和井间无线电透视(井间CT)等。
其中以瞬变电磁法和地质雷达较为常用。
瞬变电磁法相对于其他探测方法而言,对地层的分辨能力强,受地形小,在划分地层、确定电性参数、矿体及采空区空间位置和产状等方面有其独特的优越性。
4)微重力勘探微重力勘探,用于探测埋藏浅、围小的地质体或小构造。
对地下100m以洞穴的探测,可以较准确地确定其平面位置,而埋深可以用重力反演方法得到。
由于受采空区(空洞)的几何尺寸、充填物及埋藏深度的制约,重力异常的量值一般在几十微伽以,因此,只能用高精度的微重力勘探方法探测。
一般在勘察区以5m×5m的间距布点。
5)氡气勘探氡射气探测可指示断裂构造、地裂缝、巷道的展示方向,以及地下隐伏采空区(空洞)分布围。
优点:不受电、磁、声干扰;受地形结构、地貌障碍影响小;施工简便,灵敏度高,成本低;仪器轻便,工作灵活,工效高。
不足:氡运移受断裂、裂隙控制,随断裂及裂隙的变化而变化,因此,其异常不能准确反映地下空洞的平面位置,只能够概略地反映轮廓,属于定性测量。
另外,测氡作业还受降水、季节等因素的影响。
在进行物探工作时要注意以下几点:(1)工程物探成果判释时应考虑其多解性,区分有用信号与干扰信号。
(2)应采用多种物探方法探测,进行综合判释。
在物探工作前,应在条件类似的已知采空区地表进行物探方法有效性现场试验,确定该地区的物探方法及其最佳组合。
(3)要有已知的物探参数或一定数量的钻孔(4)工程地质、岩土工程和工程物探技术人员要密切配合,共同选择物探方法,制定探测方案,分析解释物探成果。
3、工程钻探目的是对地质测绘、采矿区调查资料及采空区地球物理探测成果进行验证和控制。
(1)以查明工作区地层结构;(2)地下采空区的埋深、厚度、顶、底板岩性;(3)查明采空区引起的垮落带、裂隙带和弯曲带的埋深、具体高度和发育状况;查明地下水的埋深及其对混凝土的侵蚀性;(4)采集岩、土样品,测试岩土物理力学性质,特别是采空区顶板及上覆岩层的岩性及其物理力学性质,进行空洞、采空区发展演化分析;(5)进行必要的原位测试及压水注浆试验,测试基岩物理力学性质、裂隙发育及风化程度;利用钻孔进行井中物探,如弹性波CT 等探测工作。
钻探位置的确定方法:根据工程地质测绘资料、物探异常、形变观测资料确定。
如形变沉降中心可能是空洞及采空区的位置,可布钻孔验证。
在确定钻孔位置时,必须对地质、物探等各种资料进行综合分析,以提高验证钻孔的命中率,减少钻孔数量。
各勘察阶段钻孔布置可行性研究阶段:一般不进行钻探,应尽可能收集已有的钻孔资料,加以鉴别利用。
若无现成资料,可布置1~2个钻孔。
初勘阶段:为了初步判明下伏采空区(空洞)及其三带,同时查明采空区(空洞)控制性地层单元及岩土性质,钻孔原则上布置在地貌、地质构造、地层变化大且有代表性的地段。
初勘阶段钻孔间距表详勘阶段:详细查明采空区(空洞)及其三带分布情况,以及由于采空区的影响,造成的地层结构破坏及岩土工程性质变化,为施工图设计及防护工程施工图设计提供地质依据。
详勘阶段钻孔间距表钻探地质描述除满足一般工程地质地层描述的要求外,还应重点注意采空区及其三带的描述。
将钻孔资料与物探资料进行对比分析,以确定采空区的围、埋藏深度,划分“三带”界面。
采空区钻探现场描述要点与三带识别标志4、室试验室试验,无论埋深多少,都必须对采空区的顶板取样,确定其物理力学性质。
当采空区(空洞)埋深小于50m时,对每个孔岩石力学性质相接近的岩层,如砂岩、灰岩、砂质页岩、泥岩等均应采取试样。
取样位置原则上以深度相接近、岩性一致或接近的岩层作为一组。
岩石样品的试验项目通常有:相对密度、重力密度、孔隙率、吸水率、饱和吸水率、抗压强度(干抗压强度,湿抗压强度)、变形模量、泊松比、抗剪强度(摩擦角、粘聚力)、弹性波速等。
土样的室试验项目通常有:相对密度、重力密度、天然含水量、压缩系数(压缩模量)、抗剪强度(摩擦角、粘聚力)等。
其中,抗剪强度根据工程实际需要,可分为慢剪、快剪、固结快剪等。