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文檔簡(jiǎn)介
團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)
T/CAGHPXX–XXXX
采空塌陷勘查規(guī)范(試行)
Codeforinvestigationofgoafcollapse
(報(bào)批稿)
XX-XX-XX發(fā)布XX-XX-XX實(shí)施
中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布
采空塌陷勘查規(guī)范
1范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采空塌陷勘查基本規(guī)定、勘查方法、勘查階段、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、防治措施建議及報(bào)告編
寫等內(nèi)容。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦采空塌陷勘查,其他礦產(chǎn)采空塌陷勘查可參考本規(guī)范。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本規(guī)范的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB50021巖土工程勘察規(guī)范
GB50026工程測(cè)量規(guī)范
GB51044煤礦采空區(qū)巖土工程勘察規(guī)范
GB/T50123土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
GB/T50266工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)
CJJ7城市工程地球物理探測(cè)規(guī)范
JGJ/T87建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程
SL31水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程
煤行管字[2000]第81號(hào)建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程
3術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1基本術(shù)語(yǔ)
3.1.1
采空區(qū)mined-outarea
地下固體礦床開(kāi)采后的空間,及其圍巖失穩(wěn)而產(chǎn)生位移、開(kāi)裂、破碎垮落,直到上覆巖層整體下沉、
彎曲所引起的地表變形和破壞的地區(qū)或范圍。
3.1.2
采空塌陷goafcollapse
由于地下采礦形成空間,造成上部巖土層在自重作用下失穩(wěn)而引起的地面塌陷現(xiàn)象。
3.1.3
回采率miningrate
1
礦產(chǎn)采出量占工業(yè)儲(chǔ)量的百分比。
3.1.4
采高miningheight
采礦工作面礦層被直接采出的厚度。
3.1.5
深厚比ratioofminingdepthandcuttingheightandcuttingheight
礦層開(kāi)采深度與法向開(kāi)采厚度的比值。
3.2采空塌陷類型相關(guān)術(shù)語(yǔ)
3.2.1
小窯采空塌陷smallminegobarea
一般指采空范圍較窄、開(kāi)采深度較淺(多在50m深度范圍內(nèi),但最深也可達(dá)200~300m)、平面延伸
在200m以內(nèi)、以巷道采掘(2~3m寬)并向兩邊開(kāi)挖支巷道、分布無(wú)規(guī)律或呈網(wǎng)格狀、單層或多層重疊
交錯(cuò)、大多不支撐或臨時(shí)簡(jiǎn)單支撐、任其自由垮落的采空塌陷。
3.2.2
水平采空塌陷levelmined-outarea
礦層水平或傾角不大于15°的采空塌陷。
3.2.3
傾斜采空塌陷inclinedmined-outarea
礦層傾角介于15°~55°的采空塌陷。
3.2.4
急傾斜(陡傾斜)采空塌陷acuteinclinedmined-outarea
礦層傾角大于55°的采空塌陷。
3.3開(kāi)采方式相關(guān)術(shù)語(yǔ)
3.3.1
采礦方法miningmethod
采礦工藝與回采巷道布置及其在時(shí)間、空間上的相互配合。
3.3.2
長(zhǎng)壁采煤法longwallmining
采用長(zhǎng)壁工作面(采煤工作面長(zhǎng)度一般在50m以上)的采煤方法。
3.3.3
短壁采煤法shortwallmining
采用短壁工作面(采煤工作面長(zhǎng)度一般在50m以下)的采煤方法。
2
3.3.4
房柱式采煤法room-and-pillarmining
沿巷道每隔一定距離先采煤房直至邊界,再后退采出煤房之間煤柱的采煤方法。
3.3.5
頂板管理roofcontrol
采煤工作面中工作空間支護(hù)和采空塌陷處理的總稱。
3.4移動(dòng)變形相關(guān)術(shù)語(yǔ)
3.4.1
開(kāi)采沉陷miningsubsidence
因采礦引起的巖層和地表移動(dòng)的現(xiàn)象和過(guò)程。
3.4.2
覆巖破壞“三帶”threezoneofoven-burdenfailure
礦層開(kāi)采后,其覆巖在垂直方向上的破壞可分為垮落帶、斷裂帶、彎曲帶,簡(jiǎn)稱“三帶”。
3.4.3
垮落帶cavingzone
由采礦引起的上覆巖層破壞成塊并向采空塌陷垮落的范圍。
3.4.4
斷裂帶fracturedzone
垮落帶上方的巖層產(chǎn)生斷裂或裂縫,但仍保持其原有層狀的范圍。
3.4.5
彎曲帶saggingzone
斷裂帶上方的巖層產(chǎn)生彎曲的范圍,一般直達(dá)地表。
3.4.6
導(dǎo)水裂隙帶waterflowingfracturedzone
導(dǎo)通水流至采空區(qū)的斷裂帶和垮落帶的總稱。
3.4.7
地表移動(dòng)盆地subsidencetrough
由采礦引起的采空塌陷上方地表移動(dòng)的范圍。
3.4.8
3
移動(dòng)盆地主斷面majorsectionofsubsidencetrough
通過(guò)移動(dòng)盆地最大下沉點(diǎn)沿礦層傾向或走向的豎直斷面。
3.4.9
地表下沉值surfaceverticalsubsidence
地表移動(dòng)盆地內(nèi)地表點(diǎn)移動(dòng)矢量的豎直分量。
3.4.10
地表水平移動(dòng)值surfacehorizontaldisplacement
地表移動(dòng)盆地內(nèi)地表點(diǎn)移動(dòng)矢量的水平分量。
3.4.11
地表傾斜surfacetilt
地表移動(dòng)盆地內(nèi)地表兩相鄰點(diǎn)下沉值之差與其水平距離之比。
3.4.12
地表曲率surfacecurvature
地表兩相鄰線段傾斜差與其水平距離平均值之比。
3.4.13
地表水平變形surfacedeformation
地表兩相鄰點(diǎn)的水平移動(dòng)值之差與其水平距離之比。
3.4.14
充分采動(dòng)supercriticalmining
地表最大下沉值不再隨采區(qū)尺寸增大而增加的開(kāi)采狀態(tài)。
3.4.15
非充分采動(dòng)subcriticalmining
地表最大下沉值隨采區(qū)尺寸增大而增加的開(kāi)采狀態(tài)。
3.4.16
移動(dòng)角angleofcriticaldeformation
在充分或接近充分采動(dòng)條件下,移動(dòng)盆地主斷面上,地表最外的臨界變形點(diǎn)和采空塌陷邊界點(diǎn)連線
在礦柱一側(cè)與水平線之間所夾的銳角。
3.4.17
邊界角limitngle
在充分或接近充分采動(dòng)條件下,移動(dòng)盆地主斷面上的邊界點(diǎn)和采空區(qū)邊界點(diǎn)連線與水平線在煤壁一
側(cè)的夾角。
3.4.18
4
地表移動(dòng)觀測(cè)站observationstationforsurfacemovement
在開(kāi)采影響范圍內(nèi)的地表上,按一定要求設(shè)置的一系列測(cè)點(diǎn)或裝置所構(gòu)成的觀測(cè)系統(tǒng),分為剖面線
觀測(cè)站和網(wǎng)狀觀測(cè)站兩種。
3.4.19
概率積分法probabilityintegrationmethod
以正態(tài)概率函數(shù)為影響函數(shù)的地表移動(dòng)預(yù)計(jì)方法。
3.4.20
下沉系數(shù)subsidencefactor
在充分采動(dòng)條件下,開(kāi)采水平或近水平煤層時(shí)地表最大下沉值與采厚之比。
4基本規(guī)定
4.1采空塌陷勘查目的是查明采空塌陷地質(zhì)環(huán)境及采礦條件,分析采空塌陷的發(fā)展趨勢(shì),評(píng)價(jià)采空塌
陷災(zāi)害危害程度,提出地質(zhì)災(zāi)害防治措施建議。
4.2采空塌陷勘查應(yīng)在充分利用已有資料基礎(chǔ)上,正確選擇勘查方法,根據(jù)采空塌陷地質(zhì)環(huán)境、采礦
條件及防治工程特點(diǎn)合理確定勘查工作量。
4.3采空塌陷勘查主要工作內(nèi)容
a)調(diào)查采空塌陷地質(zhì)環(huán)境條件,包括區(qū)域地質(zhì)、氣象水文、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)狀況等;
b)調(diào)查采空塌陷地表工程環(huán)境條件,包括已建、擬建工程、管道、線路等分布、規(guī)劃及開(kāi)發(fā)情況。
c)調(diào)查采空塌陷采礦條件,包括開(kāi)采層位、埋深、采礦方式、開(kāi)采時(shí)間、礦井抽排水、采空區(qū)積
水情況等;
d)查明采空塌陷覆巖結(jié)構(gòu)特征及采空塌陷冒落狀況,分析巖層移動(dòng)變形特征;
e)計(jì)算采空塌陷地表剩余變形量、穩(wěn)定性系數(shù),預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)采空塌陷區(qū)穩(wěn)定性及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì);
f)結(jié)合防治工程特點(diǎn),分析評(píng)價(jià)采空塌陷危害程度;
g)提出采空塌陷防治措施建議。
4.4采空塌陷勘查應(yīng)采用資料搜集、工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、地球物理勘探、鉆探驗(yàn)證、變形監(jiān)測(cè)與綜
合評(píng)價(jià)等方法,根據(jù)地質(zhì)環(huán)境、采礦條件及防治工程需要,有針對(duì)性地布置勘查工作,不宜盲目采用等
間距網(wǎng)格狀方式布置勘探線(點(diǎn))。
4.5采空塌陷勘查分為可行性研究勘查階段及設(shè)計(jì)勘查階段。采空塌陷防治工程施工及運(yùn)營(yíng)期間,應(yīng)
加強(qiáng)監(jiān)測(cè)技術(shù)管理工作,必要時(shí)開(kāi)展補(bǔ)充勘查。
4.6搶險(xiǎn)應(yīng)急是采空塌陷防治的特殊階段,應(yīng)選擇快速、安全的勘查方法,分析采空塌陷類型,合理
推斷災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì),防治措施建議應(yīng)符合搶險(xiǎn)工作實(shí)際需要。
4.7采空塌陷勘查采用的技術(shù)手段和開(kāi)展的勘查工作不應(yīng)引起或加劇采空塌陷危害。
4.8現(xiàn)場(chǎng)勘查之前,應(yīng)搜集資料、分析采空塌陷現(xiàn)狀及勘查作業(yè)條件,編制勘查工作大綱。
5
4.9勘查工作大綱應(yīng)包括:項(xiàng)目來(lái)源、勘查階段、目的任務(wù)、編制依據(jù)、勘查技術(shù)路線;地質(zhì)及采礦
等基本情況;勘查內(nèi)容、方法、工作量及平面布置圖;勘查組織機(jī)構(gòu)、人員及設(shè)備、進(jìn)度計(jì)劃、保障措
施(環(huán)境、安全及質(zhì)量)、勘查成果;經(jīng)費(fèi)概(預(yù))算等。
4.10勘查野外工作應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收,勘查過(guò)程中應(yīng)做好地質(zhì)寫實(shí)及編錄,包括文字記錄及影像資料等。
4.11采空塌陷勘查報(bào)告應(yīng)由文字說(shuō)明和附件(附圖、附表、影像資料等)組成。文字說(shuō)明應(yīng)按勘查任
務(wù)要求、勘查階段和工程特點(diǎn)編寫,內(nèi)容應(yīng)符合勘查報(bào)告的編制要求。
4.12對(duì)防治工程有特殊需求、條件復(fù)雜的采空塌陷,必要時(shí)開(kāi)展咨詢會(huì)商、專題研究。
5勘查階段
5.1可行性研究勘查階段
5.1.1了解采空塌陷地質(zhì)環(huán)境條件,初步查明采空塌陷覆巖結(jié)構(gòu)、空間幾何特征和采礦條件,定
性評(píng)價(jià)采空塌陷穩(wěn)定性,滿足防治工程方案設(shè)計(jì)要求。
5.1.2勘查工作應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、水文地質(zhì)、地震、氣象資料、礦床分布圖、礦區(qū)開(kāi)采規(guī)劃圖、礦坑
編錄、井上下對(duì)照?qǐng)D等方面資料;
b)了解建設(shè)工程范圍內(nèi)的地質(zhì)條件、礦產(chǎn)分布、采掘及壓覆資源情況,初步調(diào)查采空塌陷分布范
圍、采空塌陷類型、開(kāi)采時(shí)間等,分析采空塌陷分布與建設(shè)工程的時(shí)空關(guān)系;
c)初步評(píng)價(jià)采空塌陷的穩(wěn)定性及危害程度;
d)提出防治工作思路及下一步工作建議。
5.1.3勘查工作方法以資料搜集、地質(zhì)及采礦情況調(diào)查及工程地質(zhì)測(cè)繪為主。
5.1.4勘查范圍應(yīng)包括防治工程下伏采空塌陷及其變形影響范圍,地形、地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)應(yīng)調(diào)
整調(diào)查范圍。
5.2設(shè)計(jì)勘查階段
5.2.1查明采空塌陷的工程地質(zhì)條件及巖(土)體物理力學(xué)性質(zhì),定量評(píng)價(jià)采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性
及危害性,為確定防治工程設(shè)計(jì)提供計(jì)算參數(shù),滿足設(shè)計(jì)要求。
5.2.2勘查工作應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)收集擬建場(chǎng)地總平面圖,建(構(gòu))筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)形式、埋置深度,
地基允許變形等資料;
b)查明擬建場(chǎng)地范圍及有影響地段內(nèi)采空塌陷位置、幾何尺寸及冒落程度等要素,“三帶”分布
及地表塌陷、移動(dòng)變形特征;
c)查明采空塌陷上覆各層巖(土)體結(jié)構(gòu),巖(土)體物理力學(xué)參數(shù);
d)計(jì)算采空塌陷剩余空洞體積、地表剩余變形量、礦柱穩(wěn)定系數(shù);
e)進(jìn)行場(chǎng)地穩(wěn)定性及建(筑)物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià);
f)查明采空塌陷充水情況及地下水類型、埋藏條件、補(bǔ)給來(lái)源及腐蝕性;
g)查明有毒、有害氣體的類型、濃度及其對(duì)工程施工和建設(shè)的影響;
h)提供采空塌陷治理工程設(shè)計(jì)所需的計(jì)算參數(shù)。
5.2.3設(shè)計(jì)勘查階段是在可行性研究勘查階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,勘查工作方法應(yīng)以地球物理勘探
工作和鉆探工作為主,輔以必要的測(cè)試、監(jiān)測(cè)等工作。
5.2.4勘查范圍應(yīng)根據(jù)防治工程重要程度、巖土體結(jié)構(gòu)、采空區(qū)埋深和礦區(qū)巖層移動(dòng)角計(jì)算確定,
應(yīng)考慮場(chǎng)地挖深、填高的影響。應(yīng)考慮新采、復(fù)采的影響。
5.2.5地球物理勘探工作應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)對(duì)于采空疑似區(qū)域、采掘資料缺失或可靠性差的區(qū)域,應(yīng)至少選擇一種地球物理勘探方法覆蓋
全部區(qū)域及可能影響的采空塌陷范圍;
6
b)探查深度應(yīng)根據(jù)采空塌陷特點(diǎn)及防治工程綜合確定,一般情況下探查深度應(yīng)到最下層采空塌陷
底板以下20m~30m;
c)宜采用波速測(cè)試、跨孔地球物理勘探及孔內(nèi)電視等方法,探測(cè)采空塌陷覆巖結(jié)構(gòu)、空洞及裂隙
發(fā)育特征。
5.2.6鉆探工作應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)鉆孔布置原則:
1)資料豐富、可靠的采空塌陷,針對(duì)性地布置適量驗(yàn)證鉆孔;
2)資料缺乏、可靠性差的地球物理勘探異常區(qū),重點(diǎn)探查與驗(yàn)證,局部地段加密;
3)孔位應(yīng)結(jié)合建設(shè)工程總平面布置,優(yōu)先布置在重要建(構(gòu))筑物位置。
b)鉆孔工程量應(yīng)根據(jù)搜集資料的完整性、準(zhǔn)確性及地球物理勘探成果等綜合確定。每個(gè)地球物理
勘探異常區(qū)塊不應(yīng)少于1個(gè)鉆孔;當(dāng)資料缺乏,無(wú)法精準(zhǔn)確定采空塌陷位置及范圍時(shí)不宜少于
3個(gè)鉆孔。
c)地面重要建(構(gòu))筑物的古窯、廢棄小窯等采空塌陷無(wú)法精準(zhǔn)確定時(shí),每個(gè)建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)
下均應(yīng)布置1個(gè)鉆孔。
d)勘查深度應(yīng)根據(jù)采空塌陷特點(diǎn)及防治工程綜合確定,一般情況下勘查深度應(yīng)到最底部開(kāi)采礦層
底板以下5m。
5.2.7取樣與測(cè)試應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)所搜集資料中,采空塌陷上覆巖(土)體物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)完整、可靠,能夠滿足采空塌
陷穩(wěn)定性計(jì)算要求,可不進(jìn)行取樣并測(cè)試;
b)開(kāi)采礦層上覆巖(土)體物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不齊全,不能滿足采空塌陷穩(wěn)定性計(jì)算要求,
應(yīng)補(bǔ)充取樣并測(cè)試;
c)鉆孔或礦井中應(yīng)采取水樣并做水質(zhì)全分析,評(píng)價(jià)對(duì)注漿材料的腐蝕性;
d)采空塌陷中的有毒、有害氣體應(yīng)做專項(xiàng)測(cè)試和評(píng)價(jià)。
5.2.8需要對(duì)采空塌陷的滲漏性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)。
5.2.9采空塌陷地表變形監(jiān)測(cè)可與建(構(gòu))筑物變形監(jiān)測(cè)相結(jié)合,監(jiān)測(cè)等級(jí)應(yīng)提高一級(jí),監(jiān)測(cè)周
期與結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)均滿足二者要求。
5.2.10對(duì)于礦床地質(zhì)條件復(fù)雜、危害程度大的采空塌陷區(qū),應(yīng)增加深部巖層變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
6勘查工作方法
6.1工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪
6.1.1工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪,可行性研究勘查階段比例尺精度應(yīng)為1:10000~1:5000;設(shè)計(jì)勘
查階段,應(yīng)補(bǔ)充調(diào)查與測(cè)繪,精度應(yīng)為1:2000~1:500。
6.1.2工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪平面范圍,應(yīng)在危害對(duì)象平面邊界的基礎(chǔ)上外擴(kuò),平面外擴(kuò)范圍不小
于礦層最大開(kāi)采深度,地形起伏大區(qū)域應(yīng)擴(kuò)大1.1-1.5倍,且大于采空塌陷的影響邊界。
6.1.3工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪時(shí),對(duì)于正規(guī)開(kāi)采資料齊全的礦山,應(yīng)重點(diǎn)搜集礦區(qū)地質(zhì)及采礦資料;
對(duì)于古窯、廢棄小窯資料缺失的采空塌陷,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)老礦工及當(dāng)事人的走訪與調(diào)查,應(yīng)填寫采空塌
陷調(diào)查表(附錄A)。對(duì)于收集原始資料困難的老礦區(qū),應(yīng)采用地球物理勘探、鉆探等多種手段進(jìn)
行勘查。
6.1.4工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪的測(cè)線,應(yīng)根據(jù)地層露頭、地表塌陷變形、防治工程特點(diǎn)等確定,盡
量與采礦工作面垂直或平行。
6.1.5工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪技術(shù)要求應(yīng)符合《工程地質(zhì)測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)》(CECS238:2008)的規(guī)定。
7
6.1.6工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪,應(yīng)包括:資料搜集、地質(zhì)及采礦情況調(diào)查、地表及建(構(gòu))筑物變
形調(diào)查與測(cè)繪、地下水調(diào)查、采空塌陷治理情況。
6.1.7資料搜集包括地質(zhì)環(huán)境、采礦條件和地表變形等資料,其內(nèi)容宜參考附錄A規(guī)定。
6.1.8采礦情況調(diào)查應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)對(duì)于歷史久遠(yuǎn)的古窯和廢棄小窯采空塌陷,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)單位、礦長(zhǎng)、總工程師及老礦工的走
訪與調(diào)查工作,對(duì)勘查范圍內(nèi)的廢棄洞口的位置、走向等要素進(jìn)行測(cè)繪。
b)對(duì)于地方小礦采空塌陷,應(yīng)進(jìn)行地面與井下調(diào)查,具備條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行井下復(fù)測(cè);對(duì)采掘資料進(jìn)
行復(fù)核,尤其是越界開(kāi)采問(wèn)題。
c)對(duì)于規(guī)范生產(chǎn)的中大型礦山采空塌陷,應(yīng)收集采掘工程平面圖、井上下對(duì)照?qǐng)D、開(kāi)采設(shè)計(jì)和礦
區(qū)開(kāi)采規(guī)劃、巖移觀測(cè)成果等。
d)采礦情況調(diào)查包括如下內(nèi)容:
1)礦山經(jīng)營(yíng)性質(zhì)、開(kāi)采礦種、開(kāi)采規(guī)模、開(kāi)采層位、開(kāi)采方式、回采率、頂板管理方式、工
作面推進(jìn)方向和速度、始采及終采時(shí)間、年度及累計(jì)采出量等;
2)采空區(qū)的埋深、采高、開(kāi)采范圍、空間形態(tài)、巷道支護(hù)方式、頂板的穩(wěn)定情況,塌落、支
撐、回填及充水情況,洞壁完整性和穩(wěn)定程度;
3)井下水害或有毒氣體(類型、濃度、分布特征、壓力)等賦存情況;
4)對(duì)礦山井口位置、傾向、傾角、深度進(jìn)行測(cè)量,調(diào)查井筒砌筑形式;
5)有條件的礦山,應(yīng)深入井下,對(duì)巷道和采空區(qū)內(nèi)部進(jìn)行測(cè)繪,描述巷道及礦柱的斷面、支
護(hù)情況、采空區(qū)頂板冒落狀況。
6.1.9地表及建(構(gòu))筑物變形調(diào)查與測(cè)繪應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)地表變形的特征和分布規(guī)律,地面塌陷、裂縫、臺(tái)階的分布位置、形狀、大小、深度、延伸方
向、發(fā)生時(shí)間、發(fā)展速度,以及采空塌陷、巖層產(chǎn)狀、主要節(jié)理、斷裂、開(kāi)采邊界、工作面推
進(jìn)方向等的相互關(guān)系。山區(qū)還應(yīng)調(diào)查采空引起的滑坡(塌)及不穩(wěn)定斜坡;
b)移動(dòng)盆地基本特征;
c)建(構(gòu))筑物變形情況,包括:
1)變形的類型(傾斜、下沉、開(kāi)裂)、變形開(kāi)始時(shí)間、發(fā)展速度、裂縫分布規(guī)律、延伸方向、
形狀、大小等;
2)建(構(gòu))筑物的結(jié)構(gòu)類型、所處位置及長(zhǎng)軸方向與采空塌陷、地質(zhì)構(gòu)造、開(kāi)采邊界、工作
面推進(jìn)方向的相互關(guān)系;
3)該地區(qū)既有建(構(gòu))筑物的變形地基加固處理經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
6.1.10水文氣象調(diào)查應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)調(diào)查采空塌陷場(chǎng)地的降水量、蒸發(fā)量、氣溫等氣象情況;
b)調(diào)查采空塌陷場(chǎng)地附近的河流、渠道、湖泊、水庫(kù)等地表水體的相對(duì)位置、水位、流量等水文
情況;
c)調(diào)查采空塌陷場(chǎng)地井泉位置、標(biāo)高、深度、出水層位、水位、涌水量、水質(zhì)、水溫、氣體溢出
情況;
d)調(diào)查礦井生產(chǎn)期間井巷出水層位、涌水量、充水因素、條件、水害防治情況、抽排水引起的地
面塌陷等;
e)調(diào)查采空區(qū)地下水的污染源及可能的污染程度。
6.1.11工程地質(zhì)圖應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)工程地質(zhì)平面圖。以地形地質(zhì)圖為基礎(chǔ)圖,繪制地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象等常規(guī)地
質(zhì)內(nèi)容及井口、采空塌陷(含巷道)位置、塌陷坑(裂縫)、礦層底板等高線等;比例尺應(yīng)比
野外調(diào)查測(cè)繪圖紙低一級(jí)。
b)工程地質(zhì)斷面圖。除常規(guī)內(nèi)容外,應(yīng)標(biāo)注采空塌陷位置,覆巖“三帶”,地表塌陷、裂隙位置
及深度,邊界角、移動(dòng)角及裂縫角等;
c)其它有關(guān)的圖表及資料。
8
6.2地球物理勘探
6.2.1地球物理勘探可作為輔助勘查手段,應(yīng)結(jié)合采空塌陷調(diào)查與測(cè)繪、鉆探、地表變形等資料,
合理推斷采空塌陷界線及異常。
6.2.2在工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪的基礎(chǔ)上,根據(jù)地形、采空區(qū)埋深、覆巖性質(zhì)、周圍介質(zhì)的物性差
異、現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)條件等等,可參考附錄B的規(guī)定選擇適宜的物探方法。
6.2.3當(dāng)采空區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,對(duì)于單一方法不易探測(cè)的采空區(qū),應(yīng)采用兩種及以上物探方法綜
合探測(cè)。
6.2.4地面地球物理勘探工作布置應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)布置測(cè)網(wǎng)時(shí),應(yīng)根據(jù)探測(cè)采空塌陷的需要及防治工程等進(jìn)行,測(cè)網(wǎng)密度應(yīng)保證異常的連續(xù)、完
整和便于追蹤;
b)布置測(cè)線時(shí),測(cè)線方向宜避開(kāi)地形及其他干擾的影響,應(yīng)垂直或大角度相交與采空塌陷或已知
異常的走向,測(cè)線長(zhǎng)度應(yīng)保證異常的完整和具有足夠的異常背景;
c)探測(cè)范圍內(nèi)有已知點(diǎn)時(shí),測(cè)線應(yīng)由已知點(diǎn)追蹤布設(shè)。
6.2.5孔內(nèi)(間)地球物理勘探方法選擇應(yīng)考慮孔壁粗糙度、充水性、距離、巖性等,孔徑(孔
間距)應(yīng)與探頭(儀器)相匹配,保證測(cè)試效果。同一場(chǎng)地內(nèi)測(cè)試的鉆孔不宜少于3個(gè)(對(duì))。
6.2.6地球物理勘探野外作業(yè)工作參數(shù)的選擇,檢查點(diǎn)的數(shù)量,觀測(cè)精度,測(cè)點(diǎn)、測(cè)線平面布置
和高程的測(cè)量精度,儀器的定期檢查、標(biāo)定和保養(yǎng)等應(yīng)符合《城市工程地球物理探測(cè)規(guī)范》(CJJ7)
的要求。
6.2.7地球物理勘探資料解譯應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)在分析各項(xiàng)物性參數(shù)的基礎(chǔ)上,按從已知到未知、先易后難、點(diǎn)面結(jié)合的原則進(jìn)行;
b)所需物性參數(shù)宜通過(guò)多種方法求得,必要時(shí)選擇典型斷面作正演計(jì)算;
c)地球物理勘探解譯成果應(yīng)相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證,解譯結(jié)果不一致時(shí)應(yīng)分析原因,并說(shuō)明推斷的
前提條件;
d)充分利用鉆孔資料對(duì)解譯成果進(jìn)行修正;
e)地球物理勘探解譯的成果應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注采空塌陷空間分布、垮落帶和斷裂帶發(fā)育高度、采空塌陷
密實(shí)及充水狀態(tài)。
6.3鉆探與取樣
6.3.1鉆探的目的是驗(yàn)證采空塌陷調(diào)查及測(cè)繪成果和地球物理勘探解釋結(jié)論的可靠性和準(zhǔn)確性。
通過(guò)鉆探過(guò)程掉鉆、卡鉆、沖洗液漏失、孔口吸風(fēng)等現(xiàn)象及巖芯破碎程度的描述,驗(yàn)證采空塌陷范
圍,判斷覆巖“三帶”及發(fā)育特征。
6.3.2鉆探應(yīng)根據(jù)勘查階段、場(chǎng)地復(fù)雜程度和采空塌陷影響范圍,結(jié)合地面工程進(jìn)行布置,數(shù)量
和間距應(yīng)滿足防治工程設(shè)計(jì)的要求。鉆探位置、數(shù)量及深度均應(yīng)滿足5.2.6條規(guī)定。
6.3.3采用單層巖芯管、雙層巖芯管、繩索取芯等回轉(zhuǎn)方式鉆進(jìn),全孔清水鉆進(jìn)、采取巖芯。嚴(yán)
重縮孔或塌孔層位可采用跟管鉆進(jìn)或泥漿護(hù)壁,穿過(guò)該層位后應(yīng)恢復(fù)清水鉆進(jìn)。
6.3.4孔徑不僅要滿足地球物理勘探要求,還要滿足原位測(cè)試、取樣等要求,終孔直徑不宜小于
89mm??仔毙∮?°/100m。
6.3.5鉆探施工要點(diǎn)與技術(shù)符合附錄C的規(guī)定,鉆探現(xiàn)場(chǎng)描述要點(diǎn)與“三帶”判定依據(jù)符合附錄
D。
6.3.6鉆進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)謹(jǐn)超管鉆進(jìn),斷裂帶及垮落帶以內(nèi)回次進(jìn)尺不超過(guò)1m,長(zhǎng)度超過(guò)35cm的殘
留巖芯應(yīng)打撈。
6.3.7鉆孔簡(jiǎn)易水文觀測(cè)應(yīng)符合以下規(guī)定:
9
a)鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)涌水或漏水應(yīng)立即停鉆,測(cè)量孔內(nèi)水位。每隔10min~15min測(cè)一次,三次水
位相差小于2cm時(shí)可視為穩(wěn)定水位;
b)準(zhǔn)確記錄沖洗液漏失位置、漏失量或涌水位置、涌水量,繪制其隨孔深的曲線圖;
c)觀測(cè)記錄鉆進(jìn)過(guò)程中沖洗液的其他異常,突然漏失、顏色改變、冒氣等;
d)終孔時(shí)應(yīng)測(cè)定穩(wěn)定水位。
6.3.8巖芯的保留與存放應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)除做試驗(yàn)的巖芯外,剩余巖芯應(yīng)存放在巖芯盒內(nèi),并應(yīng)按鉆進(jìn)回次先后順序排列,注明深度和
名稱,且每一回次應(yīng)該用巖芯牌隔開(kāi);
b)易沖蝕、風(fēng)化、軟化、崩解的巖芯,應(yīng)進(jìn)行封存;
c)存放巖芯的巖芯盒應(yīng)平穩(wěn)安放,不得日曬、雨淋和融凍,搬運(yùn)時(shí)應(yīng)加蓋并輕拿輕放;
d)巖芯宜拍攝彩色照片或錄像保存;
e)巖芯保留時(shí)間應(yīng)根據(jù)勘查要求確定,并應(yīng)保留至鉆探工作檢查驗(yàn)收完成。
6.3.9試樣采取應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T87)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)
行。對(duì)于“三帶”中的巖芯,詳細(xì)地質(zhì)編錄,必要時(shí)可根據(jù)工程需要采取擾動(dòng)巖(土)樣進(jìn)行室內(nèi)
試驗(yàn)。
6.3.10鉆孔驗(yàn)收后對(duì)不需保留的鉆孔應(yīng)進(jìn)行封孔處理。土體中的鉆孔一般用粘土封孔,巖體中的
鉆孔宜用水泥砂漿封孔。
6.3.11采空塌陷勘探過(guò)程的安全防護(hù)措施除了應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察安全規(guī)范》
(GB50585)的規(guī)定外,尚應(yīng)重點(diǎn)防止采空塌陷內(nèi)有毒、有害氣體和地表裂縫、隱伏塌陷坑等對(duì)人
身造成的潛在危害。
6.4原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)
6.4.1原位測(cè)試方法應(yīng)根據(jù)工程需求、巖土條件和測(cè)試方法適用性綜合選用。其具體操作、試驗(yàn)
儀器和主要技術(shù)要求應(yīng)符合《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021)有關(guān)規(guī)定。
6.4.2應(yīng)根據(jù)采空塌陷勘查特點(diǎn),選擇相應(yīng)原位測(cè)試方法。除了靜力觸探、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入
試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等常規(guī)方法,針對(duì)垮落帶及斷裂帶巖體宜開(kāi)展孔內(nèi)波速測(cè)試及孔內(nèi)電視。
6.4.3每個(gè)鉆孔宜開(kāi)展波速測(cè)試,測(cè)試要求應(yīng)符合《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021)中第10.0
條的規(guī)定。
6.4.4鉆孔宜開(kāi)展壓水試驗(yàn),壓水試驗(yàn)要求應(yīng)符合《水利水電工程鉆孔壓水試驗(yàn)規(guī)程》(SL31)的
規(guī)定。
6.4.5分析原位測(cè)試成果資料時(shí),應(yīng)注意儀器設(shè)備、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法等對(duì)試驗(yàn)的影響,結(jié)合
地層條件,剔除異常數(shù)據(jù)。
6.4.6巖土室內(nèi)試驗(yàn)的方法和項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程需求和巖土性質(zhì)等因素綜合確定,應(yīng)對(duì)垮落帶及斷
裂帶內(nèi)的巖塊進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度及波速測(cè)試。具體操作和試驗(yàn)儀器應(yīng)符合《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》
(GB/T50123)和《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50266)有關(guān)規(guī)定。
6.4.7采空塌陷有毒、有害氣體對(duì)勘查及治理工程施工有影響時(shí),應(yīng)進(jìn)行有毒、有害氣體的采集
與測(cè)試,具體采集方法應(yīng)根據(jù)其特性綜合選取。
6.4.8對(duì)鉆孔或礦井采取水樣進(jìn)行水質(zhì)全分析,試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3組,應(yīng)按《巖土工程勘察規(guī)
范》(GB50021)有關(guān)規(guī)定評(píng)價(jià)其對(duì)建筑材料及注漿材料的腐蝕性。
6.5地表移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)
6.5.1地表移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)勘查階段、工程特點(diǎn)、地層特征、礦層開(kāi)采深度、開(kāi)采方式等因
素布設(shè),分析地表變形規(guī)律,為采空塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供依據(jù)。
6.5.2對(duì)于工程有特殊要求或缺乏資料且勘探難以查明的采空塌陷,從可行性研究勘查階段開(kāi)始
進(jìn)行地表移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)。
6.5.3采空塌陷地表移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)包括地表下沉值,地表水平位移值、地表裂縫(臺(tái)階)
及建(構(gòu))筑物變形等。
10
6.5.4基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布置在不受采空塌陷影響的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。凍土地區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)基底應(yīng)在冰凍線以下不
小于0.5m。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)、精度要求、基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)滿足《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026)相關(guān)規(guī)
定。
6.5.5采空塌陷變形監(jiān)測(cè)宜從進(jìn)場(chǎng)勘查開(kāi)始,必要時(shí),延續(xù)至采空塌陷治理、竣工或其后階段。
6.5.6勘查區(qū)觀測(cè)線宜平行或垂直工作面走向布設(shè),走向觀測(cè)線宜設(shè)在移動(dòng)盆地主斷面位置,長(zhǎng)
度宜大于地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)范圍。觀測(cè)線長(zhǎng)度確定所采用的邊界角應(yīng)可能采用礦區(qū)已求得的角值;
當(dāng)?shù)V區(qū)無(wú)角值參數(shù)時(shí),可參考地質(zhì)、采礦條件相似的礦區(qū)選用。
6.5.7地表裂縫(臺(tái)階)監(jiān)測(cè)應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)裂縫發(fā)生時(shí)間、位置、數(shù)量、長(zhǎng)度、寬度、深度、延伸方向、張開(kāi)度、發(fā)展速度及趨勢(shì);
b)臺(tái)階發(fā)生時(shí)間、錯(cuò)高、位置、寬度、長(zhǎng)度、延伸方向、排列方向、發(fā)展速度及趨勢(shì)。
6.5.8建(構(gòu))筑物變形監(jiān)測(cè)應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)裂縫的分布位置、走向、長(zhǎng)度、寬度,必要時(shí)包括裂縫數(shù)量和發(fā)展史;
b)水平和垂直位移量、傾斜度、傾斜方向、傾斜速度及其發(fā)展趨勢(shì)等。
7穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
7.1一般規(guī)定
7.1.1根據(jù)采空塌陷勘查結(jié)果,應(yīng)采用定性與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法,對(duì)采空塌陷穩(wěn)定性進(jìn)行分
析評(píng)價(jià)。
7.1.2采空塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分為場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)兩個(gè)部分。采空
塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)應(yīng)以地表允許變形量為評(píng)價(jià)依據(jù)。采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)應(yīng)以
地基允許變形值作為評(píng)價(jià)依據(jù)。
7.1.3應(yīng)綜合考慮礦層開(kāi)采方法、頂板管理方式、開(kāi)采時(shí)限以及采空塌陷的類型、規(guī)模、埋深、
采深采厚比和覆巖特征等因素,選擇適宜的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法。
7.2采空塌陷工程地質(zhì)特征
7.2.1采空塌陷工程地質(zhì)特征應(yīng)根據(jù)調(diào)查與測(cè)繪、地球物理勘探、鉆探、測(cè)試及變形監(jiān)測(cè)的成果
綜合確定,包括采空塌陷平面分布范圍、斷面結(jié)構(gòu)特征、巖(土)體力學(xué)參數(shù)。
7.2.2采空塌陷平面分布特征確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)對(duì)于正規(guī)大型礦山開(kāi)采、采掘資料齊全且可靠度高的采空塌陷,應(yīng)以井上下對(duì)照?qǐng)D為主要依據(jù)
進(jìn)行確定;
b)對(duì)于地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)或私營(yíng)礦山開(kāi)采、采掘資料較齊全且可靠較高的采空塌陷,以井上下對(duì)照?qǐng)D為基
礎(chǔ)詳細(xì)核實(shí)越界開(kāi)采情況,對(duì)調(diào)查及鉆探成果充分比較驗(yàn)證后確定;
c)對(duì)于資料完全缺失的古窯、廢棄礦井,應(yīng)在走訪調(diào)查的基礎(chǔ)上,對(duì)地球物理勘探、鉆探及監(jiān)測(cè)
成果充分比較驗(yàn)證后確定。
7.2.3采空塌陷斷面結(jié)構(gòu)特征確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)對(duì)于正規(guī)大型礦山開(kāi)采、采掘資料齊全且可靠度高的采空塌陷,巖層結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)收集資料及鉆
探成果確定;
b)對(duì)于地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)或私營(yíng)礦山開(kāi)采、采掘資料較齊全且可靠較高的采空塌陷,巖層結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)調(diào)查
及鉆探成果充分比較驗(yàn)證后確定;
c)對(duì)于資料完全缺失的古窯、廢棄礦井,巖層結(jié)構(gòu)應(yīng)以鉆探為主進(jìn)行確定;
d)覆巖“三帶”宜根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算、鉆探成果、礦區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定?!叭龓А庇?jì)算符合附錄F
規(guī)定。
11
7.2.4巖(土)體力學(xué)參數(shù)值確定應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)采用經(jīng)驗(yàn)折減法、原位測(cè)試法和反演計(jì)算等方法綜合確定;
b)物理力學(xué)參數(shù)應(yīng)包括重度、變形模量、泊松比、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。
7.3采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
7.3.1采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià),應(yīng)重點(diǎn)分析下列條件與采空塌陷變形的關(guān)系:
a)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)及不良地質(zhì)作用;
b)地層巖性及采空塌陷上覆巖(土)體力學(xué)性質(zhì);
c)巖(礦)層傾角;
d)開(kāi)采時(shí)間、采礦方式及頂板管理方式;
e)開(kāi)采深度、深厚比、開(kāi)采寬度、礦(巖)柱及空洞尺寸大??;
f)重復(fù)采動(dòng)及多層充分開(kāi)采;
g)地面荷載及動(dòng)力作用。
7.3.2采空塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)結(jié)合采空塌陷類型、停采時(shí)間、地表移動(dòng)變形等,采用定性
與定量相結(jié)合方法,劃分為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定和不穩(wěn)定三個(gè)等級(jí)。
7.3.3采空塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法主要包括:工程地質(zhì)分析法、地表移動(dòng)變形判別法、極限平衡分
析法、數(shù)值模擬法。
7.3.4工程地質(zhì)分析法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)適用于各種類型采空塌陷穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià),對(duì)不規(guī)則開(kāi)采、非充分采動(dòng)等難以進(jìn)行定量計(jì)算的
采空塌陷,應(yīng)以工程地質(zhì)類比法為主進(jìn)行評(píng)價(jià);
b)工程地質(zhì)類比法主要因素:采空塌陷類型、礦層產(chǎn)狀、開(kāi)采及頂板管理方法、采深、采厚、開(kāi)
采層數(shù)、終采時(shí)間、回采率、覆巖結(jié)構(gòu)、地下水;
c)工程地質(zhì)類比法應(yīng)以本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)為主,結(jié)合各類評(píng)價(jià)因素綜合判別。
7.3.5地表移動(dòng)變形判別法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)地表移動(dòng)變形判別法適用于充分采動(dòng)條件下采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)。
b)地表移動(dòng)變形值宜以場(chǎng)地實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果為判別依據(jù)。有成熟經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)也可采用應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)的核
實(shí)與驗(yàn)證后的地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)法計(jì)算結(jié)果作為判別依據(jù)。
c)地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)法宜采用概率積分法,計(jì)算公式與參數(shù)見(jiàn)附錄E。有經(jīng)驗(yàn)地區(qū),可采用典型
曲線法、負(fù)指數(shù)函數(shù)法、數(shù)值計(jì)算分析法等其他方法。在下述情況下,應(yīng)根據(jù)地形、地貌、特
殊地質(zhì)條件等對(duì)預(yù)計(jì)結(jié)果進(jìn)行修正:
1)易出現(xiàn)塌坑、臺(tái)階狀非連續(xù)變形的開(kāi)采條件下的地表移動(dòng)與變形的預(yù)測(cè);
2)易引起邊坡失穩(wěn)和山崖崩塌的開(kāi)采條件下的地表移動(dòng)與變形的預(yù)測(cè);
3)開(kāi)采特厚礦層及厚礦層露頭區(qū)域的地表移動(dòng)與變形的預(yù)測(cè);
4)開(kāi)采急傾斜礦層時(shí)地表移動(dòng)與變形的預(yù)測(cè);
5)山區(qū)及丘陵地段的地表移動(dòng)與變形預(yù)測(cè)。
d)長(zhǎng)壁式或短壁式開(kāi)采條件下場(chǎng)地穩(wěn)定性可根據(jù)地表最大下沉點(diǎn)的下沉速度、預(yù)計(jì)或?qū)崪y(cè)的地表
變形指標(biāo)值按表1評(píng)價(jià)。
表1采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性判別標(biāo)準(zhǔn)
地表變形值指標(biāo)(最大值)
最大下沉點(diǎn)的下沉速度場(chǎng)地
水平變形值傾斜值曲率值備注
(mm/d)穩(wěn)定性
∣ε∣(mm/m)∣i∣(mm/m)∣k∣(×10-3/m)
采動(dòng)影響顯現(xiàn)之前0.00.00.0穩(wěn)定
≤2.0≤3.0≤0.2穩(wěn)定三項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)具備
≤1.7
2.0~4.03.0~6.00.2~0.4基本穩(wěn)定
(初始期,下沉速度正增長(zhǎng))三項(xiàng)指標(biāo)具其一
>4.0>6.0>0.4不穩(wěn)定
12
地表變形值指標(biāo)(最大值)
最大下沉點(diǎn)的下沉速度場(chǎng)地
水平變形值傾斜值曲率值備注
(mm/d)穩(wěn)定性
∣ε∣(mm/m)∣i∣(mm/m)∣k∣(×10-3/m)
>1.7≤2.0≤3.0≤0.2穩(wěn)定三項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)具備
(活躍期,下沉速度正增長(zhǎng),2.0~6.03.0~10.00.2~0.6基本穩(wěn)定
三項(xiàng)指標(biāo)具其一
到一定程度,再負(fù)增長(zhǎng))>6.0>10.0>0.6不穩(wěn)定
≤4.0≤6.0≤0.4穩(wěn)定三項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)具備
≤1.7
4.0~6.06.0~10.00.4~0.6基本穩(wěn)定
(衰退期,下沉速度負(fù)增長(zhǎng))三項(xiàng)指標(biāo)具其一
>6.0>10.0>0.6不穩(wěn)定
地表移動(dòng)期結(jié)束各變形指標(biāo)值趨于某一定值穩(wěn)定
e)柱式開(kāi)采條件下頂板已垮落、地表塌陷充分的采空塌陷,可按表2進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于頂板尚未垮
落的淺埋、煤柱留設(shè)不規(guī)則的采空塌陷場(chǎng)地應(yīng)列為不穩(wěn)定區(qū)。
表2柱式開(kāi)采的采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
地表變形值指標(biāo)(最大值)
終采時(shí)間(d)水平變形值傾斜值曲率值場(chǎng)地穩(wěn)定性備注
∣ε∣(mm/m)∣i∣(mm/m)∣k∣(×10-3/m)
≥2.5H0各變形指標(biāo)值趨于某一定值穩(wěn)定
≤2.0≤3.0≤0.2穩(wěn)定同時(shí)具備
<2.5H02.0~6.03.0~10.00.2~0.6基本穩(wěn)定
具備其一
>6.0>10.0>0.6不穩(wěn)定
7.3.6極限平衡分析法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)適宜于穿巷、房柱及單一巷道等類型以及條帶式開(kāi)采所形成的采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià);
b)巷道(采空塌陷)的空間形態(tài)、斷面尺寸、埋藏深度、上覆巖層特征及其物理力學(xué)指標(biāo)等計(jì)算
參數(shù),應(yīng)通過(guò)實(shí)際勘查成果資料獲得,或者本礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn)資料取值;
c)安全系數(shù)計(jì)算可參照附錄F進(jìn)行計(jì)算,按照表3判別。
表3礦(巖)柱安全性判別標(biāo)準(zhǔn)
穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定基本穩(wěn)定穩(wěn)定
礦(巖)柱安全系數(shù)<1.51.5~2>2
7.3.7數(shù)值模擬法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)適宜于正規(guī)開(kāi)采條件下的采空塌陷,包括單層或多層的崩落法開(kāi)采、空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采、充填式開(kāi)采、
壁式開(kāi)采、柱式開(kāi)采等;可作為一種比較和參考性方法;
b)可采用有限單元法、有限差分法、離散元法、邊界元法,或兩種以上方法的耦合使用;
c)計(jì)算單元宜采用四邊形、六面體等參元或三角形、四面體常應(yīng)變單元,可采用無(wú)厚度或等厚度
節(jié)理單元模擬節(jié)理面;覆巖破壞準(zhǔn)則可采用MC、DP等彈塑性準(zhǔn)則,應(yīng)根據(jù)建設(shè)工程及采空塌
陷工程地質(zhì)特征確定合理的計(jì)算范圍及邊界條件;
d)正確選用強(qiáng)度指標(biāo),宜根據(jù)測(cè)試成果、反分析和經(jīng)驗(yàn)綜合確定;
e)經(jīng)驗(yàn)證可靠的數(shù)值模擬結(jié)果,可用于地表移動(dòng)變形預(yù)計(jì)、礦(巖)柱穩(wěn)定性計(jì)算中。
7.3.8采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)滿足下列條件之一者,場(chǎng)地可劃為穩(wěn)定:
1)地表移動(dòng)變形穩(wěn)定地段;
13
2)地表發(fā)生連續(xù)變形,且變形值滿足要求的地段;
3)空?qǐng)龇?、房柱式、巷柱式、條帶式開(kāi)采,礦(巖)柱穩(wěn)定性系數(shù)滿足要求的地段。
b)滿足下列條件之一者,場(chǎng)地劃可為不穩(wěn)定:
1)特厚礦層和傾角大于55°的厚礦層露頭地段;
2)地表可能出現(xiàn)塌坑、臺(tái)階狀開(kāi)裂縫等非連續(xù)變形的地段;
3)地表移動(dòng)和變形引起邊坡失穩(wěn)、崩塌及坡腳隆起地段;
4)地表移動(dòng)變形不滿足要求的地段;
5)非正規(guī)開(kāi)采條件下頂板尚未完全垮塌且地表移動(dòng)變形不滿足要求的地段;
6)非正規(guī)開(kāi)采條件下頂板尚未垮落的淺埋采空塌陷或切冒型的采空塌陷的地段;
7)礦(巖)柱穩(wěn)定系數(shù)不滿足要求的地段;
8)對(duì)非充分采動(dòng),且存在大量抽取地下水的地段;
9)采空塌陷抽水、排水或地下水位下降引起的可能地面塌陷的地段。
c)除上述a、b之外,場(chǎng)地可劃為基本穩(wěn)定。
7.4采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
7.4.1采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià),根據(jù)采空塌陷場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論及地基允許變
形值要求進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),劃分為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、不穩(wěn)定三個(gè)等級(jí)。
7.4.2采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。定性評(píng)價(jià)可采用工
程地質(zhì)類比法分析法;定量評(píng)價(jià)可采用地表移動(dòng)變形指標(biāo)法、極限平衡法及數(shù)值模擬法。
7.4.3工程地質(zhì)類比法適宜于地質(zhì)、采礦條件相同或相似的同一礦區(qū)或鄰近礦區(qū),評(píng)價(jià)前應(yīng)對(duì)場(chǎng)
地穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)形式、荷載做全面分析比較。
7.4.4采用地表移動(dòng)變形指標(biāo)評(píng)價(jià)采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)采空塌陷地表變形可根據(jù)地表水平變形值、地表傾斜值、地表曲率值等按表4劃分為四個(gè)級(jí)別。
表4采空塌陷地表變形區(qū)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)
地表變形值指標(biāo)
地表變形區(qū)水平變形值傾斜值曲率值備注
∣ε∣(mm/m)∣i∣(mm/m)∣k∣(×10-3/m)
Ⅰ區(qū)≤2.0≤3.0≤0.2三項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)具備
Ⅱ區(qū)2.0<∣ε∣≤4.03.0<∣i∣≤6.00.2<∣k∣≤0.4三項(xiàng)指標(biāo)具備其一
Ⅲ區(qū)4.0<∣ε∣≤6.06.0<∣i∣≤10.00.4<∣k∣≤0.6三項(xiàng)指標(biāo)具備其一
Ⅳ區(qū)>6.0>10.0>0.6三項(xiàng)指標(biāo)具備其一
b)可根據(jù)地表移動(dòng)變形指標(biāo)及按表5判斷地基的穩(wěn)定性。
表5采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)
地表變形分區(qū)地基允許變形與地表穩(wěn)定性
穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論
變形值之比評(píng)價(jià)結(jié)論
Ⅰ區(qū)——穩(wěn)定專題研究
≥1.5穩(wěn)定
Ⅱ區(qū)1.5~1.0基本穩(wěn)定
<1.0不穩(wěn)定
≥1.5穩(wěn)定不穩(wěn)定
Ⅲ區(qū)1.5~1.0基本穩(wěn)定
<1.0不穩(wěn)定
Ⅳ區(qū)——不穩(wěn)定
14
7.4.5對(duì)于穿巷、房柱及單一巷道等類型以及條帶式開(kāi)采所形成的采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)
定性計(jì)算可采用極限平衡法,計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮建(構(gòu))筑物基底荷載,可參照附錄G。
7.4.6驗(yàn)證后可靠的數(shù)值模擬結(jié)果可作為采空塌陷建(構(gòu))筑物地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的比較和參考。
8防治措施建議
8.1在采空塌陷穩(wěn)定性分區(qū)的基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合建(構(gòu))筑物重要性等級(jí)、地基抗變形要求及上部結(jié)
構(gòu)特征,采空塌陷防治措施建議應(yīng)遵循“以防為主、防治結(jié)合”的原則。
8.2采空塌陷建(構(gòu))筑物平面布置、結(jié)構(gòu)處理及預(yù)防措施應(yīng)緊密結(jié)合采空塌陷工程地質(zhì)特征、地表
變形規(guī)律及剩余變形量、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論進(jìn)行,確保建(構(gòu))筑物功能的正常使用。
8.3采空塌陷治理方法的選擇應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)及治理目的,并充分考慮采空塌陷地質(zhì)條件、礦山開(kāi)采
方式、建(構(gòu))筑物地基條件、現(xiàn)場(chǎng)施工條件等各方面影響因素,選擇一種或幾種技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,
又能滿足施工進(jìn)度要求的治理方法。
8.4應(yīng)按程序?qū)ㄔO(shè)工程開(kāi)展壓覆礦產(chǎn)資源核實(shí)工作,對(duì)保安礦柱范圍之內(nèi)的礦層嚴(yán)禁開(kāi)采,防止新
采或復(fù)采所形成的采空塌陷威脅建設(shè)工程安全。
8.5采空塌陷坑、地裂縫等地面災(zāi)害治理及礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理,應(yīng)結(jié)合周邊自然景觀、社會(huì)經(jīng)濟(jì)
等方面進(jìn)行綜合治理。
9資料整理與成果編制
9.1采空塌陷勘查報(bào)告所依據(jù)的原始資料,應(yīng)進(jìn)行整理、檢查、分析,確認(rèn)無(wú)誤后方可使用。
9.2采空塌陷勘查報(bào)告應(yīng)資料完整、真實(shí)準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)無(wú)誤、圖表清晰、結(jié)論有據(jù)、建議合理。
9.3可行性研究階段采空塌陷勘查成果可單獨(dú)提交或匯總在工程可行性研究報(bào)告中。
9.4可行性研究勘查階段報(bào)告編制應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)文字報(bào)告提綱:
第一章項(xiàng)目由來(lái)
第二章勘查工作概述
第三章地質(zhì)及采礦條件
第四章采空塌陷工程地質(zhì)條件
第五章穩(wěn)定性及危害性評(píng)價(jià)
第六章防治措施建議
第七章勘查結(jié)論及下一步工作建議
b)附件:
1)工程地質(zhì)平面圖:應(yīng)標(biāo)明地形地物、建設(shè)工程、采空塌陷分布位置及井上下對(duì)照?qǐng)D等要素,
比例為1:10000~1:5000;
2)工程地質(zhì)斷面圖:應(yīng)標(biāo)明地形地物、礦層或采空塌陷、建設(shè)工程等要素,比例為1:10000~
1:5000。
3)綜合地質(zhì)柱狀圖:應(yīng)包括所有可能開(kāi)采的礦層深度,比例為1:5000~1:2000;
4)必要的影像資料及其他。
15
9.5設(shè)計(jì)勘查階段報(bào)告編制應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)文字說(shuō)明提綱:
第一章項(xiàng)目由來(lái)
第二章勘查工作概述
第三章地質(zhì)及采礦條件
第四章采空塌陷工程地質(zhì)條件,包括采空塌陷覆巖結(jié)構(gòu)、采礦方式、“三帶”發(fā)育特征、巖
(土)體物理力學(xué)參數(shù),估算剩余空洞體積等。
第五章穩(wěn)定性及危害性評(píng)價(jià),包括地表變形規(guī)律、計(jì)算地表剩余變形量及工程荷載作用下礦
(巖)柱穩(wěn)定系數(shù),分區(qū)評(píng)價(jià)場(chǎng)地穩(wěn)定性及危害性,定量評(píng)價(jià)建(構(gòu))筑物地基的穩(wěn)定性等。
第六章防治措施建議,提出場(chǎng)地布局優(yōu)化建議、采空塌陷治理工程方案建議及施工階段注意
事項(xiàng)等
第七章保安礦柱設(shè)計(jì)
第八章勘查結(jié)論及下一步工作建議
b)附件:
1)工程地質(zhì)平面圖:在地形圖(含建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)平面布置)上填繪礦山法定開(kāi)采邊界,
采空塌陷的分布范圍及開(kāi)采時(shí)間,采空塌陷底板等高線,礦山開(kāi)采規(guī)劃,地面塌陷、裂縫
位置,比例為1:2000~1:1000;
2)地表剩余變形量等值線圖:適宜于充分采動(dòng)的長(zhǎng)壁式采空塌陷,在地形圖(含建(構(gòu))筑
物布置)上填繪剩余沉降等值線、剩余水平位移等值線、剩余傾斜等值線、剩余曲率等值
線、剩余水平變形等值線,比例為1:2000~1:1000;
3)工程地質(zhì)斷面圖:在地形斷面(含建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)平面布置)上繪出采空塌陷的形態(tài)及
“三帶”發(fā)育范圍,標(biāo)明底板高程、地下水位線,比例為1:1000~1:500;
4)地球物理勘探、測(cè)試等專項(xiàng)成果報(bào)告;
5)必要的影像資料及其他。
9.6地球物理勘探成果報(bào)告編制應(yīng)包括下列內(nèi)容:
a)文字部分:項(xiàng)目概況、任務(wù)來(lái)源和要求、地形、地質(zhì)、礦層及采空塌陷分布、工作方法的選擇
與確定、工作參數(shù)、儀器設(shè)備、完成的工程量、采空塌陷的地球物理特征、資料的解釋推斷、
成果資料的驗(yàn)證情況或要求、結(jié)論和建議;
b)附圖:工程布置圖、成果平面圖、剖面圖、測(cè)試成果曲線圖、解釋成果圖等。比例尺應(yīng)符合工
程和地球物理勘探方法的要求,圖例應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定;
c)附表:工作量表、物性參數(shù)表、成果解釋表、精度表等;
d)附件,主要包括:基準(zhǔn)點(diǎn)及觀測(cè)點(diǎn)平面位置圖,反映采礦、地質(zhì)條件等與變形過(guò)程間關(guān)系的各
種圖表等。
9.7采空塌陷勘查報(bào)告應(yīng)提出采空塌陷防治措施建議;對(duì)工程施工和使用期間可能發(fā)生的采空塌陷問(wèn)
題,提出監(jiān)測(cè)和預(yù)防措施的建議。
9.8勘查報(bào)告的文字、術(shù)語(yǔ)、代號(hào)、符號(hào)、數(shù)字、計(jì)量單位、標(biāo)點(diǎn),均應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
16
AA
附錄A
(資料性附錄)
采空塌陷調(diào)查表
名稱地省縣(市)鄉(xiāng)村社
理
野外:坐經(jīng)度:X:
編號(hào)位標(biāo)高
室內(nèi):置標(biāo)緯度:Y:
坑口變形充水水位
坑深度規(guī)模長(zhǎng)軸發(fā)生
形狀規(guī)模面積水位變動(dòng)發(fā)展變化
號(hào)(m)等級(jí)方向時(shí)間
陷(m2)(m2)深(m)(m)
坑
□圓形□巨型
單
□方形□停止
體1□大型
□短形
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