煤矿采空区勘察及处理工程实例分析.doc

煤矿采空区勘察及处理工程实例分析 摘要:随着社会的不断发展和我国交通建筑业的快速发展，目前针对煤矿采空区的勘察与处理问题越来越受到相关部门的重视。本文就煤矿采空区的勘察与处理工程实例分析问题主要介绍了煤炭采空区的勘察与评价，同时对采空区的勘察技术进行了阐述，并结合工程实例对采空区的勘察与处理进行了介绍和分析。 关键字:煤矿采空区;勘察与处理;工程实例分析 我们知道，煤炭资源的开采与私挖滥采已经给公路建设和建筑工程建设带来了很大的障碍喝困扰。随着社会的不断发展和我国交通建筑业的快速发展，目前针对煤矿采空区的勘察与处理问题越来越受到相关部门的重视。本文就煤矿采空区的勘察与处理工程实例分析问题主要介绍了以下几个方面的内容。 一、采空区勘察和评价 通常，采空区勘察工作分为三个阶段，即预工可阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段。采空区勘察的阶段不一样，所要采取的勘察方法和手段也不同。 (一)预工可阶段分析。该阶段的勘察手段为调查访问，勘察开始首先是要广泛的调查，收集足够的矿井资料，比如采掘工程的平面图、井上下的对照图、钻孔柱状图等。对于一些比较大型的矿井，还要去收集沉降观测资料，以了解相应的采煤方法、开采年限、采厚及顶底板岩性等，再进行线路左右各为1000米，比例尺为1:10000的工程地质填图，以更进一步地了解地表的裂缝走向和宽度，还有塌陷坑的大小与范围等。根据煤矿采空区在塌陷冒落移动后所引起的岩体的错落、岩堆和崩塌等特征，来初步确定采空区的采空范围，并作出一定的估算，评估采空区对拟建建筑物或公路的危害程度。 (二)初步设计阶段分析。该阶段主要采用的是物探方法，这一阶段的主要工作是补充上一阶段已经收集到的有关矿井地质的资料，通过一定的物探方法，来查明煤矿采空的分布范围与长度，并在此基础上作出概算。 (三)施工图设计阶段分析。该阶段主要采用的钻探方法。查明煤矿采空区三带的高度和特征，确定相应的剩余沉降量，同时计算采空区的空洞大小。 二、采空区勘察技术介绍 (一)物探勘察法介绍。物探勘察方法也可以分为三种:EH-4大地电磁法;瞬变电磁法;高密度电法。EH-4大地电磁法是美国EMI公司和Geo2metrics公司共同研制的一种双源电磁系统，它主要适用于浅部勘察，即深度小于1000米的勘察。该方法主要是通过测量彼此正交的电场分量(Ex，Ey)与磁场分量(Hx，Hy)，然后计算出地层介质的视电阻率，再推断地下介质的结构异常。瞬变电磁法主要是利用阶跃波形电磁脉冲的激发，同时运用不接地回线向地下发射的一次场，通过一次场的间歇期间来测量和勘察由地下介质产生的感应二次场随时间的变化，以此来找寻出各种地质的目标体。高密度电法是基于静电场理论的，它是以探测目标体的电性差异为前提，它也是集电剖面与电测深于一体的勘探方法。 (二)钻探勘察法介绍。采用钻探的目的是为了在平面上查清煤矿采空区的大小与分布，同时通过钻探岩样的力学试验来测试出采空区覆岩的力学强度。 (三)彩色钻孔电视观测勘察法介绍。彩色钻孔电视系统主要由几个部分组成，包括探头、绞车架、控制器、电缆和计数器等。此方法的主要目的是确定煤矿采空区覆岩的破坏状况。 三、处理工程实例分析 (一)项目概况介绍。此工程实例选的是山西的一个项目，它是娘子关2×600MW机组“上大压小”项目的一个新村厂址，具体位置在山西省平定县的张庄镇。该厂区的西南部存 有煤矿采空区，同时，在该厂区的东北部还存在硫铁矿采空区。有关采空区的大小与现状还不清楚，现需要对该采空区的地基稳定性进行一定的专项勘察与评估。 (二)工程勘察环节介绍。在勘察方法上，考虑到该地区矿层都在100米以内，深度相对较浅;还有煤矿采空区和围岩间有比较好的电性差异;同时地面有7条高压线，其中有1条35kV的，6条10kV的。所以，除了采取EH-4高频大地电磁法和瞬变电磁法外，还增选了高密度电法，这样可以克服来自于高压线的干扰。通过一定量的物探工作，如62条高密度电法，测点共计4797个，点距为9米，线距约20米;13条瞬变电磁法，测点共计225个，点距为20米;5条EH4测线，测点共计132个，点距为20米;然后作出80条的剖面，同时根据地面和钻探的调查资料来判断出采空区异常，并将异常转换为分布平面图。在充分运用原有岩土孔和地质孔资料的基础上，及时优化钻孔的布置;在一些比较重要的建筑物区开展加密工作，并对其开展重点设防;最后在物探分析结果的基础上，再对物探异常区域开展验证工作。该勘探区钻探共计29个钻孔，总进尺达到了1346139米，共取了25个岩石样，属于室内的岩石力学实验。在彩色钻孔电视监测技术上，共监测到12个孔，有4个无水钻孔，整体的观测效果比较好，图像十分清晰;在6个水钻孔中无水段，观测到的效果也很好，图像也很清晰;在深部的有