煤矿采空区工程处理方案浅析[权威资料]

煤矿采空区工程处理方案浅析 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要：随着国内交通事业的发展，煤矿采空区问题作为交通工程建设中最特殊的不良地质问题已越来越突出，本文从可采空区的地表特征及形式进行论述，并且认真分析了采空区的地质特征及破坏程度，最后提出了采空区工程处理的可行性方案与措施。 关键词：采空区煤矿 加固 U457+.3 A AbstractWiththedevelopmentoftransport,coalminegoafproblemsastrafficengineeringconstructionmostspecialgeologicalproblemshavebecomemoreandmoreprominent,thisarticlefromgoafsurfacefeaturesandformarediscussed,andacarefulanalysisofthegobareageologicalfeaturesanddamagedegree,finallyproposedthegoafengineeringtreatmentthefeasibilityoftheschemesandmeasures.Keywords： Goaf；Coalmine； Reinforcement 在煤炭开采中和开采过后，地下会留下采空区，采空区塌陷造成地面沉降，开裂，毁坏农田，建筑物和其他设施，造成生态环境的破坏。关于煤层稳定性的研究，目前仍主要是定性的描述，定量研究开发有所发展，但还没有形成统一的量化标准，作为煤层稳定程度的基础和依据，采空区问题比较复杂，难以进行定量分析。，近年来在我国由于煤矿采空区而导致严 重的问题，大多数矿山都存在一些未经处理的采空区，采空区是工程建设的一个很大隐患。因此高效、准确的调查是非常重要的工作。煤层稳定性的研究，目前仍主要是定性的研究，定量研究也有一定发展。 一、采空区地表的特征及其变化和主要类型。 当地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值时，即使移动盆地继续扩大下沉量也不再增加，这时地表将形成一个平底的盘形盆地。当地的地面沉降值达到地质开采条件，应该有最大的价值，即使移动盆地继续扩大和解也不再增加，然后表面会形成一个平底的板形盆地。地下煤炭开采，地表下沉值 达到称为充分挖掘最大的采矿塌陷地质和开采条件。当采空区的长度和宽度比深度开采，地表移动稍大会出现扁平，条件被称为全采空区时的长度和宽度是小于深度挖掘，表面不出现的最大沉降移动盆地形成一个碗的形状，这种情况称为一个完整的挖掘。地表移动盆地沉降有两种，即沉降和水平位移。因为相邻的沉降和水平运动，每个点是不相等的，与表面的相对位移和变形、倾斜、倾斜变化（曲率）和横向变形（压缩和膨胀）。 二、采空区被破坏的地理地形特征。 采空区其实有好多种类型，有较为稳定的走向 (或倾向 )长壁垮落法规则开采所形成 的采空区；也有较长时间也难以达到地表稳定的非正规开采所形成的采空区，如小条带开采、穿巷开采等，也有的开采数十年后还会出现地表突然塌陷的情况；不同类型的采空区及其破坏特征都有很大的区别。 1、长壁开采后形成的采空区 长壁工作面连续规则挖掘后，形成上覆岩层垮落带，断裂带和弯曲带。垮落带岩体的分散性和分散格局，岩石间良好的连接、连通性较大；断裂带岩体呈块裂层状结构，裂缝连接和发展；弯曲区岩体更完整的层状结构，采动损害轻微。地下煤炭开采结束，一段时间后，地面沉降逐渐减小，并趋于稳定。根据开采沉陷 理论，连续 6 个月的沉降值小于30mm 时，可以认为地表运动是稳定的，其实表面仍会产生少量的残余沉降。 2、只是部分开采后形成的采空区 只有一部分被开采后形成的采空区，其覆盖的岩层也可以分为几大结构，比如断裂带、冒落带、曲度带。源于采矿区域的制约，这三个区域的发展程度往往是不足的，表面形成浅慢陷洼地。一旦开采地表范围较大，沉陷也会较大。如果类似此种结构的采空区，留下的未经开采的煤柱大小是不是不合理，或能不能长期支持覆岩层。在大多数情况下，其余沉降区位会严重变形，且分布的不均匀，不连续的，甚至 突然发生。采矿结束后，可能突然发生在几十年或一个世纪，地表面上建筑物造成更多的伤害。 三、采空区的工程处理措施建议 1、关于采空区处理的一般性原则和处理措施 根据调查资料和矿区规划，我们可以判断采矿区域的路基情况，在采空区域内部，应采取预留足够沉降量和防止坍塌及把路基加宽等措施。对处于沉陷盆地边缘，变形最强烈的路基地段，其设计应采取加固措施，如铺设土工格栅，防止沉降不均匀，对于加固受到开采影响的涵洞和桥梁，要针对重点工程预留安全煤柱，对于跨度范围不大的桥梁，根据国内的经验可以改 为涵洞，以其抗变形能力，又有利于路基加宽。对于难以绕避，又有塌陷危险的路段，要采用切实可行的处理措施。 在选线应尽量避免采空区，采空区影响线位于范围之外。在采空区盆地的移动表面的边界。避免困难时，应分为以下两个条件：地下开采后评价采空区地面上，在上面的雷区和周围地面变形时，挖掘 “ 尚未达到充分挖掘 ” （移动流域尚未形成），水平和垂直变形已迅速发展，不平衡，建设铁路，根据预测的最大变形值采取加强措施。 “ 充分挖掘 ”（移动盆地形成盆底）在平底部分流域兴建的铁路，但应注意在未来是否重复挖掘。在外围的部分，变形 仍处于发展阶段时，是铁路或垂直均匀变形，横向变形小很多通过，并采取后雷区改变开采工艺，减小地表下沉量。其方法有：采用填充法处理顶板。最好及时、全部充填或两次充填，减少开挖厚度，或采用条带式开采等。 在采空区内部，以防止倒塌，并留下足够的结算和路基拓宽和其他措施。陷盆地边缘的变形是最强大的采取加固措施，如格栅，路基设计，以防止不均匀沉降。加固的桥梁和涵洞的挖掘效果。小跨度桥梁的安全煤柱的重点项目，根据国内的经验，可以改为暗渠，其抗变形能力，有利于拓宽路基。如果这是难以避免，关键部分倒塌，采取可行的防 御措施。 2、采空区治理及地基加固方案的确定 采空区治理及地基加固设计是一项复杂的工作，涉及加固处理范围的确定、充填材料的选择、钻探量的合理布置等多项工作内容工艺及流程可使处理效果明显提高并降低处理成本。在过去，采空区处理设计，由于往往选择单一的注浆技术，并采取一个保守的设计，开采面积稳定在一定程度上缺乏风险分析，导致成本高，施工单位和退一步增援。因此，采空区处理的优化设计，是当前迫切需要开展工作。同时，应区别对待的原则，通过实地调查，选择合理的和可行的施工方案，以取得令人满意的结果，具 体问题具体分析的基础上。 采空区充填加固方案的确定应遵循以下步骤： （ 1）采用调查采矿的以往资料、物探、钻探等综合技术勘察地下采空区及其覆岩破坏情况、覆盖岩层破坏程度的研究等； （ 2）探索采空区塌陷特点和稳定程度及其覆岩岩体结构； （ 3）采用二维、三维弹塑性有限元数值模拟技术或概率积分法来研究采空区沉陷变形的特点，预测建筑物地基变形和沉降； （ 4）结合工程要求选择恰当的加固充填方法，并根据采空区状态及变形特点，包括选择经济适用的填充材料、充填 (及灌浆 )孔 的技术参数、排布方式等； （ 5）依照采空区变形地基特征采用三维、二维有限元等结构模拟分析技术，改善建筑设计的适宜性、进行建筑物抗变形结构设计； （ 6）进行建筑物变形观测、地基反力和结构内力监测，监测采空区上方大型建筑物的运行状态。 3、注浆加固技术 采空区地表塌陷，变形 #8203； #8203；和建筑物倒塌，影响或造成裂缝，或作出的建设不能正常运作，主要由于人员和财产的威胁。因此，老采空区建设工程地质适应性及处理方法的研究具有重要意义。采空区煤田采空区地质理 论地质分析：在岩石节理分布和分离规则挖掘开采渗流规律；岩石应力场的分布和地层控制技术对岩层移动和地表塌陷，裂隙岩体的影响规律。近年来，为了解决问题的岩层控制在更广泛的问题，提出在地面控制的关键层理论。关键层理论研究覆盖层厚度的层状矿体开采坚硬的岩石节理和裂隙分布和开采沉陷控制的目的。复合关键层破损的研究，在一定条件下的两个相邻层关键层同步破。在工作面推进，动态分配的关键层下有两个阶段：即初级破碎前的关键层，随着工作面的推进，离层的数量不断增加。在采空区的中间层，关键层在采空区中期的最大分离，先破坏后往往压实 ，而在采空区一侧仍然保持了隔离区。隔离区的工作面上方是随着工作面的开采和不断进步。在采空区四周存在一沿层面横向连通的离层发育区，称之为采动裂隙 “O”形圈。沿顶板高度方向，随工作面推进离层。 （ 1）采空区加固范围的确定 铁路经过采空区的线路长度和两端变形影响范围即为需要加固路段的长度为加固路段长度；一般按岩移参数具体加以计算得出加固宽度，采用安全范围宽度为加固宽度。通常以采空区底板深度为注浆加固的下限深度，充填加固重点为采空空洞、冒落带及裂缝带范围内的破碎岩体，这是对加固深度的要求。 （ 2）注浆材料的选取 注浆材料选择的总体原则就是：抗渗性、可灌性、强度高、耐久性好、无污染、无毒、来源材料丰富、价格较低、灌注工艺相对较简单。在节理、岩体裂隙中，其宽度和粗糙程度是决定因素。在采空区中注浆，冒落充填物的空隙连通情况及大小决定着注浆材料的选取。 （ 3）灌注材料的粒径选取 节理、裂隙的宽度应比灌浆材料的代表粒径至少应大 3倍，最好大 5 倍左右，这是在节理、裂隙岩体中的选择要求，遵守这样的准则灌浆才是可行的。对立体悬浮液进行灌浆时，一般采取 D15（主体中颗粒的粒径） 和 D85（悬浮液中固体颗粒的粒径）之比 N 值作为判断其可灌性的标准，当N15 时，灌浆立即可行，上述实践结果表明，采空区空腔应选择大颗粒材料，采空区附近的节理、裂隙岩体应选择小颗粒材料，而且要结合采空区路段的工程地质条件及水文地质条件。 参考文献： 1李国和 . 采空区地理修复技术研究报告 M.贵州教育科学出版社， 1999（ 03） 2张戎垦 .采空区灌注方式浅析 M.北京教育出版社， 2003（ 02） 3徐永明 .大型采空区铁路地基稳定性分析 J.铁道勘察 .2009（ 2） 阅读相关文档 :有关建筑外墙保温节能的技术探讨 大体积混凝土结构在土木建筑施工中的技术与管理 屋面无机发泡混凝土施工 探讨当前建筑施工现场的安全管理 论现阶段如何做好思想政治工作 浅析在高层建筑装饰工程中施工程序及其管理措施 房屋建筑施工安全监理分析 浅论软土地基处理 探究监理在工程施工中的进度控制 刍议我国建筑装饰材料的绿色环保趋势 浅谈塔吊的安全监督要