hAAA采空区的勘察设计与治理技术.ppt

采用物探方法参照表 （2）触探。有条件时也可以采用，如埋深较浅、覆盖层为土层等。 （3） 钻探与测试 ①钻探。 根据搜集的图纸资料、调查测绘以及物探的成果资料，综合分析，确定钻孔的数量及深度，以进一步验证物探结果，得以相互补充和验证，钻孔深度应钻至最低层洞底地层以下不少于2米。布孔应结合工程和坑洞展布情况以及物探异常点，经综合分析研究后进行布置。 ②测试 (a)对上覆不同性质的岩、土层，应分别取代表性试样进行物理力学性质试验，提供稳定性检算及工程设计所需参数。 (b)分别取地表水及地下水样作水质分析。 (c)对煤层或可能储气部位，必要时进行有害气体含量及压力的现场测试。 5、 地表变形的观测 线路通过大面积采空区，当缺乏资料且勘探难以查明采空区的基本特征时，应进行定位观测，直接查明地表变化特征，变化规律和发展趋势。 （1）观测线宜平行或垂直矿层走向成直线布置，其长度应超过移动盆地的预计变形范围，走向观测线（即观测线平行矿层走向），应有一条测线通过预计最大下沉值的位置；倾向观测线（即观测线垂直矿层走向）不宜少于2 条。 方法是先确定矿层走向，然后根据矿区已有的地表移动资料，确定走向观测线和倾向观测线。且观测线上的观测点间距应大致相等。 定位观测点间距 （2）观测周期t 可根据地表变形速度和开采深度公式 计算，或根据下表确定。 公式中 t—观测周期（月） k—系数（一般为2～3） n—水准测量平均误差（mm） S—地表变形的月下沉量（mm/月） 观测周期表 （3）在观测地表变形的同时，应观测地表裂缝、陷坑、台阶的 发展和建筑物的变形情况。 （4）观测资料的整理： ①绘制下沉曲线图，下沉等值线图，水平变形分布图。 ②根据有关变形值，划分地表变形区的范围。如根据建筑物对 地表变形区的容许极限值，确定移动区范围（内边缘区），根据地表下沉10mm 的下沉值，确定轻微变形区，即移动盆地的范围。 ③计算盆地内有关地点的地表下沉值、倾斜值、曲率、水平移 动值和水平变形值。 ④对正在开采和将来开采的采空区，应预算其最大变形，（最 大下沉值、最大倾斜值、最大曲率、最大水平移动值和最大水平变形值）对缓倾岩层或地表变形平缓连续时，可按2.2.7 条有关方法计算最大变形值。 ⑤原始测量记录。 6、地表移动和变形的预测 地表变形分为： 两种移动和三种变形。 两种移动为垂直移动（下沉）和水平移动。 三种变形为倾斜变形，弯曲（曲率）和水平变形（伸张或压缩）。 国内通用的预测计算方法为概率积分法。 （1）地表最大下沉值 ① 首次采动时，充分采动情况下的最大下沉值计算： Wmax=η.mCosα 其中： Wmax—最大下沉值(mm) m—矿层的真厚度(m) α—矿层倾角(o) η—下沉系数(mm/m) (见下表) 下沉系数参数值表 （2）地表最大倾斜、最大曲率、最大水平移动和变形的预测 总论 采空区是指地下矿产被采出后留下的空洞区， 按矿产被开采的时间，可分为 老采空区、现采空区和未来采空区。 矿体被采出后，自顶板岩层向上形成三带”——垮落带、导水裂隙带和弯曲带。地表沉陷，产生连续或非连续变形，由此带来一系列环境岩土工程问题，如平地积水、道路裂缝、房屋倒塌、耕地减少、农田减产等，给矿区工程建设留下很大隐患。 　煤层采空区塌陷垂直“三带”示意 采空区采空程度分类及其特征 根据采空程度分为 小型采空区 大面积采空区 小型采空分类表 小型采空的地表变形类型及特征 地表变形类型为地表塌陷和开裂。小型采空范围狭窄，多呈巷道式，地表不会产生移动盆地，但由于开采深度浅，又任其自由坍落，地面变化剧烈。地表裂缝的分布常与开采工作面方向平行， 且随开采工作面的推进而不断向前发展。除极浅的采空外，裂缝一般上宽下窄，无显著位移。 大型采空变形和特征 大型采空区的变形主要是在地表形成移动盆地。即位于采空区上方，当地下采空后，随之产生地表变形，开始形成凹地 ，随着采空区不断扩大，凹地不断发展，形成凹陷盆地，此盆地称为移动盆地。 根据地表变形值的大小和变形特征，自移动盆地中心向边缘在水平上可分为三个区： 均匀下沉区：（中间区）即移动盆地的中心平底部分。 移动区：又称内边缘区或危险变形区，区内变形不均匀，对建筑物破坏作用较大。 轻微变形区：外边缘区，地表变形值较小，一般对建筑物不起损坏作用，以地表下沉值10mm 为标准，来划分其外围边界。 从垂直方向上讲，地下矿层大面积采空后，矿层上部失去支撑，平衡条件被破坏，采空区上方岩体随之变形。采空区上方岩体的变形，总的过程是 自下而上逐渐发展的漏斗状沉落，其变形情况可分为三个带： ①冒落带（崩落