煤矿采空区工程地质勘察几点认识

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1、煤矿采空区工程地质勘察几点认识　　中图分类号：TD82文献标识码：A　　1前言　　　　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（见图1）。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、耕地减少等，给矿区居民居住环境及工程建设留下很大隐患。房洼梁地面塌陷位于宜君县太安镇南塔村，从野外调查访问结果分析，房洼梁地表变形特征更符合滑坡特征，目前正在进行野外勘探工作，因房洼梁地表变形区西北侧（直线距离＞300m）为

2、南塔煤矿区，在勘察成果报告未完成之前初步定性为房洼梁地面塌陷。　　x2煤矿采空区工程地质勘察几点认识　　2.1房洼梁地面塌陷概况　　房洼梁地面塌陷西北侧300m为南塔煤矿区，目前该煤矿处于闭坑恢复治理期，已经完成了矿山地质环境保护与恢复治理项目初步验收工作；由于南塔煤矿属私营煤矿企业，资料收集存在一定困难，目前无法准确掌握矿区巷道平面展布方向，仅从地表变形迹象初步定性为地面塌陷。　　房洼梁地面塌陷近地表变形迹象主要表现：①房洼梁东侧近梁顶出现长约400m、高1.5-10m的错坎，错坎走向近南北向；②错坎北侧尽头为崩塌区，崩塌体宽约100m、高约20m，厚5-8m；③房洼梁中部

3、有一条北东-南西向道路，目前路面北东段出现多处鼓丘、错坎；④房洼梁南侧为集中居住区，据老乡介绍早于2011年4月17日，坡面出现多条裂缝，裂缝倾向280°-290°，与坡向基本一致，裂缝贯穿居民房屋墙体，导致墙体80°向外倾斜，部分房屋已倒塌，目前当地政府对11户居民实施移民搬迁，移民搬迁工作正在实施。　　2.2煤矿采空区勘探特点　　煤矿采空区是在煤矿开采后，地下留下采空区，采空区顶板围岩、保安煤柱的稳定性直接影响到近地表是否产生塌陷区，所以这就要求对顶板围岩及煤层稳定程度进行研究，对岩石稳定程度研究目前已由定性描述转变为定量计算，但对煤层稳定程度的研究，目前仍然主要是定性的

4、描述，定量的研究虽有所发展，但还没有形成统一的数量标准作为煤层稳定程度的依据，采空区问题更加复杂，难以定量分析。在我国近年来由于煤矿采空区引起的问题日益严重，大多数矿山不同程度地存在着一些未处理的采空区，采空区是工程建设的一大隐患，但通过资料调查和钻探无法察明采空区确切的形态和位置。近年来众多物探工对采空区勘探进行了研究，取得了很多实用性的成果。如运用瞬变电磁、浅层地震、高密度电法相结合的综合物探方法在煤矿采空区的勘探研究。也有部分专家学者对其它物探方法，如地质雷达、CT法等方法对采空区中的勘探效果进行了研究。　　煤矿采空区的探测，目前，国内外主要是以资料收集、采矿情况调查、

5、工程钻探、地球物理勘探为主，辅以变形观测、水文试验等。　　2.3煤矿采空区工程地质勘察　　1、煤矿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，采矿资料的收集、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不够，往往使物探和钻探工作陷入盲目状态。　　煤矿采空区勘察前期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，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，经济准确地查清采空区分布

6、及赋存状况。　　2、煤矿采空区勘察范围及深度　　煤矿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2m以上。　　房洼梁地面塌陷勘察范围主要为房洼梁东北侧，中部路面鼓丘、错坎范围，南侧集中居民区地表、建筑物变形开裂范围（见图2）。　　　　　　3、煤矿采空区勘察一般流程　　采空区勘察一般流程见下图（图3）　　　　　　4、煤矿采空区勘察技术手段　　1）搜集资料　　大面积采空区以资料为主。　　（1）搜集煤矿区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）搜集煤层分布图，以了解煤层分布范围

7、、赋存标高、层次、开采深度、厚度、埋藏特征和上覆岩层的岩性、构造等。　　（3）搜集采掘工程平面图、井上下对照图、采区平面布置图、开采规划图，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