T/CAGHP-005-2018采空塌陷勘查规范(试行).pdf

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  • 地质灾害

    地表移动观测站observationstationforsurfacemovement 在开采影响范围内的地表上,按一定要求设置的一系列测点或装置所构成的观测系统,分为剖 面线观测站和网状观测站两种

    概率积分法probabilityintegrationmethod 以正态概率函数为影响函数的地表移动预计方法

    概率积分法probabilityintegrationmethod

    态概率函数为影响函数的地表移动预计方法

    住宅标准规范范本下沉系数subsidencefactor

    ,1采空塌陷勘查目的是查明采空塌陷地质环境及采矿条件,分析采空塌陷的发展趋势,评价采空 陷灾害危害程度,提出地质灾害防治措施建议。 4.2采空塌陷勘查应在充分利用已有资料的基础上,正确选择勘查方法,根据采空塌陷地质环境、 采矿条件及防治工程特点合理确定勘查工作量

    4.3采空塌陷勘查主要工作内容

    b) 调查采空塌陷地表工程环境条件,包括已建、拟建工程的管道、线路等分布、规划及开发 情况; C 调查采空塌陷采矿条件,包括开采层位、理深、采矿方式、开采时间、矿井抽排水、采空区积 水情况等; d 查明采空塌陷覆岩结构特征及采空塌陷冒落状况,分析岩层移动变形特征; e 计算采空塌陷地表剩余变形量、稳定性系数,预测评价采空塌陷区稳定性及未来发展趋势; f)结合防治工程特点,分析评价采空塌陷危害程度;

    g)提出采空塌陷防治措施建议

    g)提出采空塌陷防治措施建议。 4.4采空塌陷勘查应采用资料搜集、工程地质调查与测绘、地球物理勘探、钻探验证、变形监测与综 合评价等方法,根据地质环境、采矿条件及防治工程需要,有针对性地布置勘查工作,不宜盲目采用 等间距网格状方式布置勘探线(点)。 4.5采空塌陷勘查分为可行性研究勘查阶段及设计勘查阶段。在采空塌陷防治工程施工及运营期 间,应加强监测技术管理工作,必要时开展补充勘查。 4.6抢险应急是采空塌陷防治的特殊阶段,应选择快速、安全的勘查方法,分析采空塌陷类型,合理 推断灾害发展趋势,防治措施建议应符合抢险工作实际需要。 4.7采空塌陷勘查采用的技术手段和开展的勘查工作不应引起或加剧采空塌陷危害。 4.8现场勘查之前,应搜集资料,分析采空塌陷现状及勘查作业条件,编制勘查工作大纲。 4.9勘查工作大纲应包括项目来源、勘查阶段、目的任务、编制依据、勘查技术路线;地质及采矿等 基本情况;勘查内容、方法、工作量及平面布置图;勘查组织机构、人员及设备、进度计划、保障措施 (环境、安全及质量)、勘查成果;经费概(预)算等。 4.10野外勘查工作应进行现场验收,勘查过程中应做好地质写实及编录,包括文字记录及影像资 料等。 4.11采空塌陷勘查报告应由文字说明和附件(附图、附表、影像资料等)组成。文字说明应按勘查 任务要求、勘查阶段和工程特点编写,内容应符合勘查报告的编制要求。 4.12对防治工程有特殊需求、条件复杂的采空塌陷,必要时开展咨询会商、专题研究

    5.1可行性研究勘查阶段

    评价采空塌陷稳定性,满足防治工程方案的设计要求。 5.1.2勘查工作应包括下列内容: a) 搜集区域地质、地形地貌、水文地质、地震、气象、矿床分布图、矿区开采规划图、矿坑编录 井上下对照图等方面资料; b) 了解建设工程范围内的地质条件、矿产分布、采掘及压覆资源情况,初步调查采空塌陷分布 范围、采空塌陷类型、开采时间等,分析采空塌陷分布与建设工程的时空关系; c 初步评价采空塌陷的稳定性及危害程度; d) 提出防治工作思路及下一步工作建议。 5.1.3勘查工作方法以资料搜集、地质及采矿情况调查及工程地质测绘为主。 5.1.4勘查范围应包括防治工程下伏采空塌陷及其变形影响范围,地形、地质条件复杂地区应调整 调查范围

    5.1.2勘查工作应包括下列内容:

    5.1.3勘查工作方法以资料搜集、地质及采矿情况调查及工程地质测绘为主。

    5.1.3勘查工作方法以资料搜集、地质及采矿情况调查及工程地质测绘为主。 5.1.4勘查范围应包括防治工程下伏采空塌陷及其变形影响范围,地形、地质条件复杂地 调查范围。

    查明采空塌陷的工程地质条件及岩(土)体物理力学性质,定量评价采空塌陷场地稳定性 性,为确定防治工程设计提供计算参数,满足设计要求。 2勘查工作应包括下列内容: 搜集拟建场地总平面图,建(构)筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度

    5.2.1查明采空塌陷的工程地质条件及岩(土)体物理力学性质,定量评价采空塌陷场地 危害性,为确定防治工程设计提供计算参数,满足设计要求,

    5.2.2勘查工作应包括下列内容

    基允许变形等资料; D 查明拟建场地范围及有影响地段内采空塌陷位置、几何尺寸及冒落程度等要素,“三带”分 布及地表塌陷、移动变形特征; 查明采空塌陷上覆各层岩(土)体结构、岩(土)体物理力学参数; 计算采空塌陷剩余空洞体积、地表剩余变形量、矿柱稳定系数; 进行场地稳定性及建(构)筑物地基稳定性评价; 查明采空塌陷充水情况及地下水类型、埋藏条件、补给来源及腐蚀性; 查明有毒、有害气体的类型、浓度及对工程施工和建设的影响; h)、提供采空塌陷治理工程设计所需的计算参数。 2.3设计勘查阶段是在可行性研究勘查阶段的基础上进行的,勘查工作方法应以地球物理勘探 作和钻探工作为主,辅以必要的测试、监测等工作。 2.4勘查范围应根据防治工程的重要程度、岩土体结构、采空区埋深和矿区岩层移动角计算确 ,应考虑场地挖深、填高及新采、复采的影响。 2.5地球物理勘探工作应符合下列规定: a)对于采空疑似区域、采掘资料缺失或可靠性差的区域,应至少选择一种地球物理勘探方法 覆盖全部区域及可能影响的采空塌陷范围; b 探查深度应根据采空塌陷特点及防治工程综合确定,一般情况下探查深度应到最下层采空 塌陷底板以下20m~30m C 宜采用波速测试、跨孔地球物理勘探及孔内电视等方法,探测采空塌陷覆岩结构、空洞及裂 隙发育特征。 处标工作体人工利相宝

    5.2.6钻探工作应符合下列规定

    1)对于资料丰富、可靠性高的采空塌陷区,应有针对性地布置适量验证钻孔; 2) 对于资料缺乏、可靠性差的地球物理勘探异常区,应重点探查与验证,局部地段加密; 3) 孔位应结合建设工程总平面布置,优先布置在重要建(构)筑物位置。 b) 钻孔工程量应根据搜集资料的完整性、准确性及地球物理勘探成果等综合确定。每个地球 物理勘探异常区块不应少于1个钻孔;当资料缺乏,无法精准确定采空塌陷的位置及范围 时,不宜少于3个钻孔, c) 地面重要建(构)筑物的古窑、废弃小窑等采空塌陷无法精准确定时,每个建(构)筑物基础 下均应布置1个钻孔。 d 勘查深度应根据采空塌陷特点及防治工程综合确定,一般情况下勘查深度应到最底部开采 矿层底板以下5m。 7取样与测试应符合下列规定: a) 所搜集资料中,采空塌陷上覆岩(土)体物理力学性质试验数据完整、可靠,能够满足采空塌 陷稳定性计算要求,可不进行取样及测试; b 开采矿层上覆岩(土)体物理力学性质试验数据不齐全,不能满足采空塌陷稳定性计算要 求,应补充取样并测试; C 钻孔或矿井中应采取水样并作水质全分析,评价对注浆材料的腐蚀性; d)采空塌陷中的有毒、有害气体应作专项测试和评价。

    5.2.7取样与测试应符合下列规定

    a 所搜集资料中,采空塌陷上覆岩(土)体物理力学性 陷稳定性计算要求,可不进行取样及测试; 6) 开采矿层上覆岩(土)体物理力学性质试验数据不齐全,不能满足采空塌陷稳定性计算要 求,应补充取样并测试; c) 钻孔或矿井中应采取水样并作水质全分析,评价对注浆材料的腐蚀性: d)采空塌陷中的有毒、有害气体应作专项测试和评价。 528需两对平穴提陷的渗漏性进行评价时应进行压水试验

    5.2.9采空塌陷地表变形监测可与建(构)筑物变形监测相结合,监测等级应提高一级,监液 结束标准应均满足两者要求, 5.2.10对于矿床地质条件复杂、危害程度大的采空塌陷区,应增加深部岩层变形监测内容

    1.1工程地质调查与测绘,可行性研究勘查阶段比例尺精度应为1:10000~1:5000;设计勘查 段,应补充调查与测绘,精度应为1:2000~1:500。 1.2工程地质调查与测绘平面范围,应在危害对象平面边界的基础上外扩,平面外扩范围不小于 层最大开采深度。地形起伏大的区域应扩大1.1~1.5倍,且大于采空塌陷的影响边界。 1.3工程地质调查与测绘时,对于正规开采资料齐全的矿山,应重点搜集矿区地质及采矿资料; 于古窑、废弃小窑资料缺失的采空塌陷,应加强对老矿工及当事人的走访与调查,应填写采空塌陷 周查表(附录A表A.1)。对于搜集原始资料困难的老矿区,应采用地球物理勘探、钻探等多种手段 #行勘查。 1.4工程地质调查与测绘的测线,应根据地层露头、地表塌陷变形、防治工程特点等来确定,尽量 采矿工作面垂直或平行。 1.5工程地质调查与测绘技术要求应符合《工程地质测绘标准》(CECS238:2008)的规定。 1.6工程地质调查与测绘,应包括资料搜集、地质及采矿情况调查、地表及建(构)筑物变形调查 测绘、地下水调查、采空塌陷治理情况。 1.7 资料搜集包括地质环境、采矿条件和地表变形等资料,其内容参考附录A的表A.2。 1.8采矿情况调查应符合下列规定: a 对于历史久远的古窑和废弃小窑采空塌陷,应加强对相关单位、矿长、总工程师及老矿工的 走访与调查工作,对勘查范围内的废弃洞口的位置、走向等要素进行测绘。 b 对于地方小矿采空塌陷,应进行地面与井下调查,具备条件时应进行井下复测;对采掘资料 进行复核,尤其是越界开采问题。 C) 对于规范生产的中大型矿山采空塌陷,应搜集采掘工程平面图、井上下对照图、开采设计和 矿区开采规划、岩移观测成果等。 d 采矿情况调查包括如下内容: 1)矿山经营性质、开采矿种、开采规模、开采层位、开采方式、回采率、顶板管理方式、工作 面的推进方向和速度、始采及终采时间、年度及累计采出量等; 2) 采空区的埋深、采高、开采范围、空间形态、巷道支护方式、顶板的稳定情况,塌落、支 撑、回填及充水情况,洞壁完整性和稳定程度: 3) 井下水害或有毒气体(类型、浓度、分布特征、压力)等赋存情况; 4 对矿山井口位置、倾向、倾角、深度进行测量,调查井筒砌筑形式; 5) 有条件的矿山,应深人井下,对巷道和采空区内部进行测绘,描述巷道及矿柱的断面、 支护情况,采空区顶板冒落状况。

    1.9地表及建(构)筑物变形调查与测绘应包据

    地表变形的特征和分布规 的分他位置、形状、大小、深度、延伸 向、发生时间、发展速度,以及与采空塌陷、岩层产状、主要节理、断裂、开采边界、工作面

    进方向等的相互关系。山区还应调查采空引起的滑坡(塌)及不稳定斜坡。 b 移动盆地基本特征。 C) 建(构)筑物变形情况,包括下列内容: 1)变形的类型(倾斜、下沉、开裂)、变形开始时间、发展速度、裂缝分布规律、延伸方向、形 状、大小等; 2) 建(构)筑物的结构类型、所处位置及长轴方向与采空塌陷、地质构造、开采边界、工作 面推进方向的相互关系; 3) 该地区既有建(构)筑物的变形地基加固处理经验教训。 6.1.10水文气象调查应包括下列内容: a) 调查采空塌陷场地的降水量、蒸发量、气温等气象情况; b) 调查采空塌陷场地附近的河流、渠道、湖泊、水库等地表水体的相对位置、水位、流量等水文 情况; c 调查采空塌陷场地井泉位置、标高、深度、出水层位、水位、涌水量、水质、水温、气体溢出 情况; d) 调查矿井生产期间井巷出水层位、涌水量、充水因素及条件、水害防治、抽排水引起的地面 塌陷等情况; 调查采空区地下水的污染源及可能的污染程度。 6.1.11 工程地质图应符合下列规定: 工程地质平面图。以地形地质图为基础图,绘制地层岩性、地质构造、不良地质现象等常规 地质内容及井口、采空塌陷(含巷道)位置、塌陷坑(裂缝)、矿层底板等高线等。比例尺应比 野外调查测绘图纸低一级。 b) 工程地质断面图。除常规内容外,应标注采空塌陷位置,覆岩“三带”,地表塌陷、裂隙位置 及深度,边界角、移动角及裂缝角等。 c)其他有关的图表及资料

    6.2.1地球物理勘探可作为辅助勘查手段,应结合采空塌陷调查与测绘、钻探、地表变形等资料,合 理推断米空塌陷界线及异常。 6.2.2在工程地质调查与测绘的基础上,根据地形、采空区埋深、覆岩性质、周围介质的物性差异 现场探测条件等,可参考附录B的规定,选择适宜的物探方法。 6.2.3对于地质条件复杂,单一方法不易探测的采空区,应采用两种及以上物探方法综合探测。 6.2.4地面地球物理勘探工作布置应符合下列规定: 布置测网时,应根据探测采空塌陷的需要及防治工程的要求等进行,测网密度应保证异常 的连续、完整和便于追踪; b) 布置测线时,测线方向宜避开地形及其他干扰的影响,应垂直或大角度相交于采空塌陷或 已知异常的走向,测线长度应保证异常的完整和具有足够的异常背景; C 探测范围内有已知点时,测线应由已知点追踪布设。 6.2.5孔内(间)地球物理勘探方法选择应考虑孔壁粗糙度、充水性、距离、岩性等,孔径(孔间距)应

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    6.2.6地球物理勘探野外作业工作参数的选择,检查点的数量,观测精度,测点、测线平 高程的测量精度,仪器的定期检查、标定和保养等应符合《城市工程地球物理探测规范》( 要求

    6.2.7地球物理勘探资料解译应符合下列规

    6.3.1钻探的目的是验证采空塌陷调查及测绘成果和地球物理勘探解释结论的可靠性和准确性 通过钻探过程掉钻、卡钻、冲洗液漏失、孔口吸风等现象及岩芯破碎程度的描述,验证采空塌陷范围 判断覆岩“三带”及发育特征。 6.3.2钻探应根据勘查阶段、场地复杂程度和采空塌陷的影响范围,结合地面工程进行布置,数量 和间距应满足防治工程设计的要求。钻探位置、数量及深度均应满足本规范5.2.6的规定。 6.3.3采用单层岩芯管、双层岩芯管、绳索取芯等回转方式钻进,全孔清水钻进,采取岩芯。严重缩 孔或塌孔层位可采用跟管钻进或泥浆护壁,穿过该层位后应恢复清水钻进。 6.3.4孔径不仅要满足地球物理勘探要求,还要满足原位测试、取样等要求,终孔直径不宜小于 89mm,孔斜小于1/100m。 6.3.5钻探施工要点与技术要求符合附录C的规定,钻探现场描述要点与“三带”判定依据符合附 录D的规定。 6.3.6钻进过程中严禁超管钻进,断裂带及垮落带以内回次进尺不超过1m,长度超过35cm的残 留岩芯应打捞。

    和间距应满足防治工程设计的要求。钻探位置、数量及深度均应满足本规范5.2.6的规定。 6.3.3采用单层岩芯管、双层岩芯管、绳索取芯等回转方式钻进,全孔清水钻进,采取岩芯。严重缩 孔或塌孔层位可采用跟管钻进或泥浆护壁,穿过该层位后应恢复清水钻进。 6.3.4孔径不仅要满足地球物理勘探要求,还要满足原位测试、取样等要求,终孔直径不宜小于 89mm,孔斜小于1/100m。 6.3.5钻探施工要点与技术要求符合附录C的规定,钻探现场描述要点与“三带”判定依据符合附 录D的规定。 6.3.6钻进过程中严禁超管钻进,断裂带及跨落带以内回次进尺不超过1m,长度超过35cm的残 留岩芯应打捞。 6.3.7钻孔简易水文观测应符合以下规定: a)钻探过程中发现涌水或漏水应立即停钻,测量孔内水位。每隔10min~15min测1次 3次水位相差小于2cm时可视为稳定水位; b 准确记录冲洗液漏失位置、漏失量或涌水位置、涌水量,绘制其随孔深的曲线图; 观测记录钻进过程中冲洗液的其他异常,如突然漏失、颜色改变、冒气等; d 终孔时应测定稳定水位。 6.3.8岩芯的保留与存放应符合下列规定: 除做试验的岩芯外,剩余岩芯应存放在岩芯盒内,并应按钻进回次先后顺序排列,注明深度 和名称,且每一回次应该用岩芯牌隔开;

    留岩芯应打捞。 3.7钻孔简易水文观测应符合以下规定: a)钻探过程中发现涌水或漏水应立即停钻,测量孔内水位。每隔10min~15min测1次 3次水位相差小于2cm时可视为稳定水位; b 准确记录冲洗液漏失位置、漏失量或涌水位置、涌水量,绘制其随孔深的曲线图; 观测记录钻进过程中冲洗液的其他异常,如突然漏失、颜色改变、冒气等; d 终孔时应测定稳定水位。

    6.3.7钻孔简易水文观测应符合以下规定

    6.3.8岩芯的保留与存放应符合下列规定

    除做试验的岩芯外,剩余岩芯应存放在岩芯盒内,并应按钻进回次先后顺序排列,注明深度 和名称,且每一回次应该用岩芯牌隔开; 易冲蚀、风化、软化、崩解的岩芯,应进行封存; 存放岩芯的岩芯盒应平稳安放,不得日晒、雨淋和融冻,搬运时应加盖并轻拿轻放; d)岩芯宜拍摄彩色照片或录像保存; e)岩芯保留时间应根据勘查要求确定,并应保留至钻探工作检查验收完成。

    行。对于“三带”中的岩芯,要详细地质编录,必要时可根据工程需要采取扰动岩(土)样进行室内 试验。 6.3.10钻孔验收后对不需保留的钻孔应进行封孔处理。土体中的钻孔一般用黏土封孔,岩体中的 钻孔宜用水泥砂浆封孔。 6.3.11采空塌陷勘探过程的安全防护措施除了应符合现行标准《岩土工程勘察安全规范》(G 50585)的规定外,还应重点防止采空塌陷内有毒、有害气体和地表裂缝、隐伏塌陷坑等对人身造成的 潜在危害。

    6.4原位测试及室内试验

    6.4.1原位测试方法应根据工程需求、岩土条件和测试方法适用性综合选用。其具体操作、试验仪 器和主要技术要求应符合《岩土工程勘察规范》(GB50021)的有关规定。 6.4.2应根据采空塌陷勘查特点选择相应的原位测试方法。除了静力触探、动力触探、标准贯入试 验、旁压试验等常规方法外,针对垮落带及断裂带岩体还应开展孔内波速测试及孔内电视。 6.4.3每个钻孔宜开展波速测试,测试要求应符合《岩土工程勘察规范》(GB50021)中第10.0条的 规定。 6.4.44 钻孔宜开展压水试验,压水试验要求应符合《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31)的 规定。 6.4.5分析原位测试成果资料时,应注意仪器设备、试验条件、试验方法等对试验的影响,结合地层 条件,剔除异常数据。 6.4.6岩土室内试验的方法和项目应根据工程需求和岩土性质等因素综合确定,应对垮落带及断 裂带内的岩块进行单轴抗压强度及波速测试。具体操作和试验仪器应符合《土工试验方法标准》 (GB/T50123)和《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266)的有关规定。 6.4.7采空塌陷有毒、有害气体对勘查及治理工程施工有影响时,应进行有毒、有害气体的采集与 测试,具体采集方法应根据其特性综合选取。 6.4.8对钻孔或矿井采取水样进行水质全分析,试验数量不应少于3组,应按《岩土工程勘察规范》 (GB50021)有关规定评价其对建筑材料及注浆材料的腐蚀性

    6.5地表移动变形监测

    6.5.1.地表移动变形监测应根据勘查阶段、工程特点、地层特征、矿层开采深度、开采方式等因素布 设,分析地表变形规律,为采空塌陷稳定性评价提供依据。 6.5.2对于工程有特殊要求或缺乏资料且勘探难以查明的采空塌陷,从可行性研究勘查阶段开始 进行地表移动变形监测。 6.5.3采空塌陷地表移动变形监测内容应包括地表下沉值、地表水平位移值、地表裂缝(台阶)及建 (构)筑物变形等。 6.5.4基准点应布置在不受采空塌陷影响的稳定区域内。冻土地区基准点基底应在冰冻线以下不 小于0.5m。监测点的埋设、精度要求、基准点的设置应满足《工程测量规范》(GB50026)的相关 规定。 6.5.5采空塌陷变形监测宜从进场勘查开始,必要时,延续至采空塌陷治理、竣工或其后阶段。 6.5.6勘查区观测线宜平行或垂直工作面走向布设,走向观测线宜设在移动盆地主断面位置,长度 宜大于地表移动变形预计范围,观测线长度确定所采用的边界角应尽可能采用矿区已求得的角值:

    直参数时,可参考地质、采矿条件相似的矿区选

    6.5.7地表裂缝(台阶)监测应包括下列内容: a)裂缝发生时间、位置、数量、长度、宽度、深度、延伸方向、张开度、发展速度及趋势; b) 台阶发生时间、错高、位置、宽度、长度、延伸方向、排列方向、发展速度及趋势。 6.5.8 建(构)筑物变形监测应包括下列内容: a) 裂缝的分布位置、走向、长度、宽度,必要时包括裂缝数量和发展史; b)水平和垂直位移量、倾斜度、倾斜方向、倾斜速度及其发展趋势等

    6.5.7地表裂缝(台阶)监测应包括下列内容

    7.1.1根据采空塌陷勘查结果,应采用定性与定量评价相结合的方法,对采空塌陷稳定性进行分析 评价。 7.1.2采空塌陷稳定性评价分为场地稳定性评价和建(构)筑物地基稳定性评价两个部分。采空塌 陷场地稳定性评价应以地表允许变形量为评价依据。采空塌陷建(构)筑物地基稳定性评价应以地 基允许变形值作为评价依据。 7.1.3应综合考虑矿层开采方法、顶板管理方式、开采时限以及采空塌陷的类型、规模、埋深、采深 采厚比和覆岩特征等因素,选择适宜的评价标准和评价方法

    7.2采空塌陷工程地质特征

    确定,包括来空陷平面分布范围、断面结构特征、岩(土)体力学参数。 2.2采空塌陷平面分布特征确定应符合下列规定: a)对于正规大型矿山开采、采掘资料齐全且可靠度高的采空塌陷,应以井上下对照图为主要 依据进行确定; b 对于地方乡镇或私营矿山开采、采掘资料较齐全且可靠度较高的采空塌陷,以井上下对照 图为基础详细核实越界开采情况,对调查及钻探成果充分比较验证后确定 C 对于资料完全缺失的古窑、废弃矿并,应在走访调查的基础上,对地球物理勘探、钻探及监 测成果充分比较验证后确定。 2.3采空塌陷断面结构特征确定应符合下列规定: a 对于正规大型矿山开采、采掘资料齐全且可靠度高的采空塌陷,岩层结构应根据搜集资料 及钻探成果确定; b 对于地方乡镇或私营矿山开采、采掘资料较齐全且可靠度较高的采空塌陷,岩层结构应根 据调查及钻探成果充分比较验证后确定; 对于资料完全缺失的古窑、废弃矿井,岩层结构应以钻探为主进行确定; 覆岩“三带”宜根据经验公式计算、钻探成果、矿区经验综合确定。“三带”计算应符合附录 E的规定。

    7.2.4岩(土)体力学参数值确定应符合下列

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    7.3采空塌陷场地稳定性评价

    ·1 a 地形地貌、地质构造、水文地质及不良地质作用: b) 地层岩性及采空塌陷上覆岩(土)体力学性质; c 岩(矿)层倾角; d) 开采时间、采矿方式及顶板管理方式 e) 开采深度、深厚比、开采宽度、矿(岩)柱及空洞尺寸大小; 重复采动及多层充分开采; 地面荷载及动力作用。 3.2 采空塌陷稳定性评价标准,应结合采空塌陷类型、停采时间、地表移动变形等,采用定性与定 量相结合的方法,划分为稳定、基本稳定和不稳定3个等级。 .3.3采空塌陷稳定性评价方法主要包括工程地质类比法、地表移动变形判别法、极限平衡分析法 扣数值模拟法,

    7.3.3.1采用工程地质类比法应符合下列

    a 适用于各种类型来空塌陷稳定性定性评价,对不规则开米、 算的采空塌陷,应以工程地质类比法为主进行评价; b)工程地质类比法主要评价因素包括采空塌陷类型、矿层产状、开采及顶板管理方法、采深、 采厚、开采层数、终采时间、回采率、覆岩结构、地下水; c)工程地质类比法应以本地区经验为主,结合各类评价因素综合判别。 3.2采用地表移动变形判别法应符合下列规定: a)地表移动变形判别法适用于充分采动条件下采空塌陷场地稳定性定量评价。 b)地表移动变形值宜以场地实际监测结果为判别依据。有成熟经验的地区也可采用经现场 核实与验证后的地表移动变形预计法计算的结果作为判别依据。 地表移动变形预计法宜采用概率积分法,计算公式与参数见附录F。有经验的地区,可采 用典型曲线法、负指数函数法、数值计算分析法等其他方法。在下述情况下,应根据地形、 地貌、特殊地质条件等对预计结果进行修正: 1)易出现塌坑、台阶状非连续变形的开采条件下的地表移动与变形的预测; 2) 易引起边坡失稳和山崖崩塌的开采条件下的地表移动与变形的预测; 3)开采特厚矿层及厚矿层露头区域的地表移动与变形的预测; 4)开采急倾斜矿层时地表移动与变形的预测; 5)山区及丘陵地段的地表移动与变形预测。 d 长壁式或短壁式开采条件下,场地稳定性可根据地表最大下沉点的下沉速度、预计或实测 的地表变形指标值按表1评价。 e) 柱式开采条件下,顶板已垮落、地表塌陷充分的采空塌陷,可按表2进行评价。对于顶板尚 未跨落的浅埋、煤柱留设不规则的采空塌陷场地应列为不稳定区。

    长壁式或短壁式开采条件下采空塌陷场地稳定性

    表2柱式开采条件下采空塌陷场地稳定性评价标准

    a 适宜于穿巷、房柱及单一巷道等类型以及条带式开采所形成的采空塌陷场地稳定性定量 评价; b 巷道(采空塌陷)的空间形态、断面尺寸、埋藏深度、上覆岩层特征及其物理力学指标等计算 参数,应通过实际勘查成果资料或者本矿区的经验资料获得; 安全系数可参照附录G进行计算,按照表3判别。

    表3矿(岩)柱安全性判别标准

    7.3.3.4采用数值模拟法应符合下列规定:

    适宜于正规开采条件下的采空塌陷,包括单层或多层的崩落法开采、空场法开采、充填式 采、壁式开采、柱式开采等,可作为一种比较和参考性方法; 可采用有限单元法、有限差分法、离散元法、边界元法,或两种以上方法的耦合使用

    T/CAGHP0052018

    c 计算单元宜采用四边形、六面体等参元或三角形、四面体常应变单元,可采用无厚度或等厚 度节理单元模拟节理面,覆岩破坏准则可采用MC、DP等弹塑性准则,应根据建设工程及 采空塌陷工程地质特征确定合理的计算范围及边界条件; d)正确选用强度指标,宜根据测试成果、反分析和经验综合确定; e)经验证可靠的数值模拟结果,可用于地表移动变形预计、矿(岩)柱稳定性计算中。

    度节理单元模拟节理面,覆岩破坏准则可采用MC、DP等弹塑性准则,应根据建 采空塌陷工程地质特征确定合理的计算范围及边界条件; d 正确选用强度指标,宜根据测试成果、反分析和经验综合确定; 经验证可靠的数值模拟结果,可用于地表移动变形预计、矿(岩)柱稳定性计算中。 3.5采空塌陷场地稳定性评价标准应符合下列规定: a) 满足下列条件之一者,场地可划为稳定: 1) 地表移动变形稳定地段; 2) 地表发生连续变形,且变形值满足要求的地段; 3 空场法、房柱式、巷柱式、条带式开采,矿(岩)柱稳定性系数满足要求的地段 b) 满足下列条件之一者,场地可划为不稳定: 特厚矿层和倾角大于55°的厚矿层露头地段; 2) 地表可能出现塌坑、台阶状开裂缝等非连续变形地段; 3 地表移动和变形引起边坡失稳、崩塌及坡脚隆起地段: 地表移动变形不满足要求的地段; 5) 非正规开采条件下顶板尚未完全跨塌且地表移动变形不满足要求的地段; 6) 非正规开采条件下顶板尚未垮落的浅埋采空塌陷或切冒型的采空塌陷地段; 7 矿(岩)柱稳定系数不满足要求的地段; 8) 非充分采动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地段。 c 除上述a)、b)之外,场地可划为基本稳定

    7.4采空塌陷建(构)筑物地基稳定性评价

    7.4.1采空塌陷建(构)筑物地基稳定性,根据采空塌陷场地稳定性评价结论及地基允许变形值要 求进行综合评价,划分为稳定、基本稳定、不稳定3个等级。 7.4.2采空塌陷建(构)筑物地基稳定性评价方法包括定性评价和定量评价。定性评价可采用工程 地质类比法;定量评价可采用地表移动变形判别法、极限平衡分析法及数值模拟法。 7.4.3工程地质类比法适宜于地质、采矿条件相同或相似的同一矿区或邻近矿区,评价前应对场地 稳定性、结构形式、荷载作全面分析比较。 7.4.4采用地表移动变形指标评价采空塌陷建(构)筑物地基稳定性时,应符合下列规定: a) 采空塌陷地表变形可根据地表水平变形值、地表倾斜值、地表曲率值等按表4划分为4个 等级

    表4采空塌陷地表变形区等级划分标准

    T/CAGHP005—2018b)可根据地表移动变形指标,按表5判断地基的稳定性。表5采空塌陷建(构)筑物地基稳定性等级评价标准浅基础深基础地表变形分区地基允许变形与地表稳定性评价结论稳定性评价结论变形值之比I区稳定专题研究≥1.5稳定Ⅱ区1. 5~1. 0基本稳定<1. 0不稳定≥1. 5稳定不稳定Ⅱ区1.5~1.0基本稳定<1. 0不稳定IV区不稳定7.4.5对于穿巷、房柱及单一巷道等类型以及条带式开采所形成的采空塌陷建(构)筑物地基稳定性计算可采用极限平衡分析法,计算时应考虑建(构)筑物基底荷载,可参照附录G。7.4.6验证后可靠的数值模拟结果可作为采空塌陷建(构)筑物地基稳定性评价的比较和参考。8防治措施建议8.1在采空塌陷稳定性分区的基础上,紧密结合建(构)筑物重要性等级、地基抗变形要求及上部结构特征,采空塌陷防治措施建议应遵循“以防为主、防治结合”的原则。8.2采空塌陷建(构)筑物平面布置、结构处理及预防措施应紧密结合采空塌陷工程地质特征、地表变形规律及剩余变形量、稳定性评价结论进行,确保建(构)筑物功能的正常使用。8.3采空塌陷治理方法的选择应根据工程特点及治理目的,并充分考虑采空塌陷地质条件、矿山开采方式、建(构)筑物地基条件、现场施工条件等各方面影响因素,选择一种或几种技术可行、经济合理,又能满足施工进度要求的治理方法。8.4应按程序对建设工程开展压覆矿产资源核实工作,对保安矿柱范围之内的矿层严禁开采,防止新采或复采所形成的采空塌陷威胁建设工程安全。8.5采空塌陷坑、地裂缝等地面灾害治理及矿山地质环境恢复治理,应结合周边自然景观、社会经济等方面进行综合治理。9资料整理与成果编制9.1采空陷勘查报告所依据的原始资料,应进行整理、检查、分析,确认无误后方可使用。9. 2采空塌陷勘查报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理。9. 33可行性研究阶段采空塌陷勘查成果可单独提交或汇总在工程可行性研究报告中。9.4可行性研究勘查阶段报告编制应包括下列内容:a)文字报告提纲:15

    CAGHP005—2018 第一章项目由来 第二章 勘查工作概述 第三章地质及采矿条件 第四章采空塌陷工程地质条件 第五章稳定性及危害性评价 第六章 防治措施建议 第七章 勘查结论及下一步工作建议 b)附件: 1)工程地质平面图:应标明地形地物、建设工程、采空塌陷分布位置及井上下对照图等要 素,比例尺为1:10000~1:5000; 2)工程地质断面图:应标明地形地物、矿层或采空塌陷、建设工程等要素,比例尺为 1:100001:5000; 3)综合地质柱状图:应包括所有可能开采的矿层深度,比例尺为1:5000~1:2000; 4)必要的影像资料及其他。 设计勘查阶段报告编制应包括下列内容: a)文字说明提纲: 第一章项目由来 第二章 勘查工作概述 第三章 地质及采矿条件 第四章 采空陷工程地质条件 包括采空塌陷覆岩结构、采矿方式、“三带”发育特征、岩(土)体物理力学参数,估 算剩余空洞体积等。 第五章 稳定性及危害性评价 包括分析地表变形规律、计算地表剩余变形量及工程荷载作用下矿(岩)柱稳定系 数,分区评价场地稳定性及危害性,定量评价建(构)筑物地基的稳定性等。 第六章 防治措施建议 提出场地布局优化建议、采空塌陷治理工程方案建议及施工阶段注意事项等。 第七章 保安矿柱设计 第八章 勘查结论及下一步工作建议 b)附件: 1)工程地质平面图:在地形图[含建(构)筑物基础平面布置]上填绘矿山法定开采边界 采空塌陷的分布范围及开采时间,采空塌陷底板等高线,矿山开采规划,地面塌陷、裂 缝位置,比例尺为1:2000~1:1000; 2) 地表剩余变形量等值线图:适宜于充分采动的长壁式采空塌陷,在地形图[含建(构)筑 物布置]上填绘剩余沉降等值线、剩余水平位移等值线、剩余倾斜等值线、剩余曲率等 值线、剩余水平变形等值线,比例尺为1:2000~1:1000; 3)工程地质断面图:在地形断面[含建(构)筑物基础平面布置」上绘出采空塌陷的形态及 “三带”发育范围,标明底板高程、地下水位线,比例尺为1:1000~1:500; 4)地球物理勘探、测试等专项成果报告; 5)必要的影像资料及其他。

    9.6地球物理勘探成果报告编制应包括下列内容: a) 文字部分:项目概况、任务来源和要求、地形、地质、矿层及采空塌陷分布、工作方法的选择 与确定、工作参数、仪器设备、完成的工程量、采空塌陷的地球物理特征、资料的解释推断、 成果资料的验证情况或要求、结论和建议。 b 附图:工程布置图、成果平面图、剖面图、测试成果曲线图、解释成果图等。比例尺应符合工 程和地球物理勘探方法的要求,图例应符合相关规定。 c) 附表:工作量表、物性参数表、成果解释表、精度表等。 d) 附件:基准点及观测点平面位置图,反映采矿、地质条件等与变形过程间关系的各种图 表等。 9.7采空塌陷勘查报告应提出采空塌陷防治措施建议,对工程施工和使用期间可能发生的采空塌 陷问题提出监测和预防措施的建议。 8助本报生的立术迈代是链是数字计是单位标点均应链合国家有关标准的规定

    陷问题提出监测和预防措施的建议。

    表C.1钻探施工要点及技术要求表

    /CAGHP0052018

    表D.1采空塌陷钻探现场描述要点及“三带”判定依据表

    E.1缓倾斜(0°~35°)及中倾斜(36°~54)煤

    1当煤层顶板覆岩内存在极坚硬岩层,矿层回采后能形成悬顶,而开采空间及跨落岩层本身 只能由碎胀的岩石填满时,跨落带的最大高度可按式(E.1)计算:

    E.1.2当煤层顶板为坚硬、中硬、软弱和极软弱岩层或其互层时,开采空间和垮落岩层本 可由顶板的下沉和跨落岩石的碎胀来填满, 煤层时垮落带的最大高度可按式(E.2

    W一一垮落过程中顶板的下沉值,单位为毫米(mm)。 3当煤层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时,厚层煤分层开采的垮落带最大高 表E.1中的公式计算。

    一跨落过程中顶板的下沉值,单位为毫米(mm

    可按表E.1中的公式计

    表E.1厚煤层分层开采的落带最大高度计算公式

    4当煤层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时,厚煤层分层开采的导水裂隙带量 (H,)可按表E.2中的公式计算

    E.2急倾斜(55°~90°)煤层

    当矿层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩 层或其互层时,急倾斜矿层开采形成的垮落带和导 带最大高度(H㎡H)可按表E.2、E.3中的公式计算

    表E.2厚煤层分层开采的导水裂隙带最大高度计算公式

    表E.3急倾斜煤层开采落带和导水裂隙带最大高度计算公式

    T/CAGHP005—2018

    煤矿采空区移动变形的计算方法与计算公式

    验货标准煤矿采空区移动变形的计算方法与计算公式

    开采水平及缓倾斜煤层(α<15°)时,采用概率积分法进行采空塌陷地表移动变形值预计可 1F.9)计算。

    式(F.1一F.9)计算。

    W(r,y)=W. dn·d (F. 1) (F. 2) (F. 3) K(a,y)=Wm ...... (F.4) K,(,y)=Wm 2元2元(—) .dn·de .....(F.5)

    T/CAGHP0052018

    i(r,y)=W. d8 (F. 11) i(,y)=W. .(F.12) 由率: (F.13)

    施工组织设计标准规范范本E.2.4 水平移动

    ....
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