对于该煤矿采空区注浆治理工程选择水泥粉煤灰和水为注浆材料.ppt

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1、采空区的勘察设计与治理技术煤炭科学研究总院西安研究院刘天林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

2、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：

3、（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（崩落带），采空区顶板破碎坍落形成，其厚度一般为采矿厚度的3～4倍。②裂隙带（破裂弯曲带）处于冒落带之上，并产生

4、较大的弯曲和变形，其厚度一般取采矿厚度的12～18倍（从矿层顶板向上的厚度）。③弯曲带（不破裂弯曲带）裂隙带顶面至地面的厚度。上述三个分带适于水平状岩层，根据采空区大小、采矿厚度和开采深度的不同，上述三个带不一定同时存在。一、采空区勘察及稳定性分析技术采空区的勘察方法采空区的探测，目前，国内外主要是以采矿情况调查、工程钻探、地球物理勘探为主，辅以变形观测、水文试验等。采空区勘察技术方法选择总结以往工作经验，在多种多样的勘察技术中，工程地质调查、采矿调查是采空区勘察工作的基础，已往的采空区勘察忽视这方面工作或对此重视

5、不够，往往使物探和钻探工作陷入盲目状态。应进行详细的工程地质调查、采矿调查，大概确定采空区部位及范围，然后根据测区地形、地质、地球物理条件，结合高速公路勘察工作三个阶段的要求，有目的的选用几种物探方法进行探测；再根据调查及物探结果布设钻孔进行验证；最后综合分析地质、物探和钻探资料，圈定采空区范围、形态，经济准确地查清沿线的采空区分布及赋存状况。稳定性分析评价主要是通过计算地基承载力、剩余地表变形量及残留空洞的稳定性、地表破坏范围等来进行。矿山开采沉陷的预计理论及方法较多，主要有：基于实测资料的经验公式法，在我国广为

6、使用的有负指数函数法、典型曲线法等。在我国广泛使用的概率积分法。采空区稳定性分析评价方法采空区勘察范围及深度采空区勘察范围目前，国内采空区勘察工作中确定勘察范围主要以采空区地表移动盆地分布范围为准。采空区勘察深度一般要求至少深入采空区底板若干米，根据工程实践，一般深入采空区底板2米以上。采空区勘察一般流程采空区勘察技术1、搜集资料大面积采空区以资料为主。（1）搜集各种地质图及区域地质资料，借以了解地层构成，产状和构造以及水文地质条件等。（2）搜集矿床分布图，以了解矿床分布范围、层次、开采深度、厚度及埋藏特征和上覆岩

7、层的岩性、构造等。（3）搜集巷道图、采矿图、远景规划图，以了解采空区的位置、开采历史、计划、开采方法、开采边界、顶板处置管理方法、工作推进方向和速度、巷道平面展布方向、断面尺寸及相应的地表位置、顶板的稳定情况、塌落、支撑回填、积水清况、洞壁完整性和稳定程度以及远景开采规划等。（4）搜集地表变形与有关变形的观测，计算资料，包括地表最大下沉值、最大倾斜值、最小曲率半径，陷坑、台阶、裂缝的位置，形状、大小、深度、延伸方向及其与地质构造、开采边界、工作面推进方向等的关系。采空区调查表2、调查访问利用区域地质资料分析、实地调

8、查、访问知情人或群访为主要手段，调查内容如下：（1）矿区的分布范围，矿层的开采范围、深度、层数。（2）开采方法和顶板管理，巷道宽度、高度、延伸方向，采空区的塌落情况。（3）采空区开采历史及规划发展情况。（4）采空区地下水发育情况，排水、抽水情况及对采空区稳定的影响。（5）建筑物变形情况和防治措施。（6）有条件时，可进行实地测量。3、地质调绘（1）地层层序、岩