公路采空区设计与施工技术细则的讨论.ppt
《公路采空区设计与施工技术细则的讨论.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《公路采空区设计与施工技术细则的讨论.ppt(165页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、张 志 沛 2011年10月 第三篇 对公路采空区设计与施工技 术细则的讨论 全国采空区勘察、设计与治理技术研讨会全国采空区勘察、设计与治理技术研讨会 采空区公路设计与施工技术细则 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 主要的规范与手册 采空区公路设计与施工技术细则 中华人民共和国行业推荐性标准 采空区公路设计与施工技术细则 Guidelines for Design and Construction of Highway Engineering in the Mined-out Area JTG/T D31-03-2011 主编单位:山西省交通规划勘察设计
2、院 批准部门:中华人民共和国交通运输部 实施日期:2011年07月01日 采空区公路设计与施工技术细则 1 总则 2术语和符号 3 采空区勘察 4采空区稳定性分析与评价 5采空区公路设计 6采空区处治设计 7采空区处治施工 8采空区处治监测与检测 内内 容容 提提 要要 采空区公路设计与施工技术细则 1 总则 为指导采空区公路工程建设,明确采空区公路勘察、设 计、施工、监测与检测要求,保证采空区公路工程建设质量及 运营安全,制定本细则。 本细则适用于煤矿采空区新建和改(扩)建各级公路。 公路勘察设计应避让采空区,难以避让时,宜以路基方式 通过。 采空区公路建设应合理利用矿渣等采矿废弃物作为筑路
3、材 料及处治填充料。 采空区公路勘察、设计、施工、监测与检测,除应符合本 细则的规定外,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 2 术语和符号 2.1术语 2.1.1基本术语 1 采空区mined-out area 地下固体矿床开采后的空间,及其围岩失稳而产生位移、 开裂、破碎垮落,直到上覆岩层整体下沉、弯曲所引起的地表 变形和破坏的地区或范围。狭义的采空区指开采空间。 2 回采率mining rate 矿产采出量占工业储量的百分比。 3 采深采厚比ratio of mining depth
4、 and working thickness 矿层开采深度与法向开采厚度的比值,简称深厚比。 4 坚硬覆岩hard overburden 岩体完整,抗扰动能力强,天然单轴抗压强度大于60MPa的 上覆岩层。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 5 软弱覆岩soft overburden 岩体破碎,抗扰动能力弱,天然单轴抗压强度小于 30MPa的上覆岩层。 6 中硬覆岩medium overburden 介于坚硬覆岩与软弱覆岩之间,天然单轴抗压强度介于 3060MPa之间的上覆岩层。 7 矿层顶板mine seam roof 位
5、于矿层上面的岩层。矿层顶板由下而上可分为伪顶、直 接顶和老顶。 8 井巷工程roadway engineering 在地层内开凿的井巷和洞室等工程。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 9 矿柱mine pillar 在矿井内特定部位为确保井巷、建筑物以及生产安全保 留不予开采的部分矿层。矿柱主要有井巷保护矿柱、建(构 )筑物保护矿柱、矿井边界矿柱以及防水(沙)安全隔离矿 柱等几大类。 10 自然垮落spontaneous collapse 让采空区顶板自然塌落的一种顶板管理方法。 11 覆岩破坏三带three zone of
6、 deformation of strata above an extracted area 矿层采出后,其覆岩在垂直方向上的破坏可分为冒落带 、裂隙带、弯曲带,简称“三带”。 12 冒落带zone of shattered 直接位于采空区上方的顶板岩层,在自重和上覆岩层重 力作用下,所受应力超过本身强度时,断裂、破碎、塌落的 岩层。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 13 裂隙带zone of fracture 冒落带上部的岩层在重力作用下,所受应力超过本身的 强度时,产生裂隙、离层及断 裂,但未塌落的岩层。 14 弯曲带
7、zone of curve 裂隙带上部的岩层在重力作用下,所受应力尚未超过岩 层本身的强度,产生微小变 形,但整体性未遭破坏,也未产生断裂,仅出现连续平缓的 弯曲变形带。 15 地表松散层沉陷变形带zone of subsidence deformation of surface overburden 地下矿层大面积采出后,矿层上部岩层失去支撑,平衡 条件被破坏,使岩层弯曲、塌落,引起地表松散层下沉变形 或裂缝的区域。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 2.1.2采空区类型、开采方式有关术语 1 长壁式开采long-wall
8、 mining 工作面较长的壁式开采方式,工作面长度一般为100 - 300m,分走向长壁和倾向长壁。 2 房柱式开采room and pillar mining 从区段平巷每隔一定距离掘出矿房进行采矿至区段上部 边界,后退扩采矿房两侧煤 柱的开采方式。 3 短壁式开采short-wall mining 长壁式开采和房柱式开采的结合。采用房柱式开采出煤 柱,煤柱的回采是靠沿其一侧的长壁式开采方式进行。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 4 巷柱式开采roadway and pillar mining 在区段范围内,每隔10-
9、30m沿煤层切割成10-30m的方形 或矩形煤柱,然后按区段后退式开采顺序陆续回采的开采方 式。 5 条带式开采partial mining 复杂地质条件下将采区分成条带进行开采的方式,分充 填条带和非充填条带两大类。 6 充填式开采filled mining 边开采边在采空区进行充填的开采工艺。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 7 充分采动full mining 地下煤层采出后,地表下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大值的 采动。 8 非充分采动insufficiency rmmng 采空区的尺寸没有达到充分采动的临界值
10、,地表下沉也未达到该地 质采矿条件下应 有的最大下沉值时的采动。 9 超充分采动ultra full mining 采空区的尺寸超过充分采动的临界值,地表下沉也达到该地质采矿 条件下应有的最 大下沉值并且形成平底下沉盆地时的采动。 10 浅层采空区shallow mined-out area 采深采厚比不大于40的采空区。 11 中深层采空区middle-deep mined-out area 采深采厚比介于40120的采空区。 12 深层采空区deep mined-out area 采深采厚比不小于120的采空区。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采
11、空区公路设计与施工技术细则 13 准采区preparatory mining area 已经规划设计,尚未开采的采区。 14 新采空区new rmned-out area 正在开采或停采时间少于一年的采空区。 15 老采空区old mined-out area 已停止开采且停采时间超过一年的采空区。 16 水平(缓倾斜)采空区level mined-out area 矿层水平或倾角不大于150的采空区。 17 倾斜采空区inclined mined-out area 矿层倾角介于150 -750的采空区。 18 急倾采空区acute inclined mined-out area 矿层倾角不小
12、于75 0的采空区。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 2.1.3 地表移动变形有关术语 1 地表移动ground movement 地下矿层开采引起上覆岩层自下而上直至她表产生移动 、变形和破裂,导致地表产生的位移。 2 地表移动盆地ground subsidence basin 地下矿层开采引起地表下沉,从而在采空区上方地面形 成比采空区范围大的洼地。 3 移动盆地主剖面main profile of movement basin 通过地表移动盆地的最大范围和最大下沉点所做的沿矿 层走向方向或倾斜方向的垂直剖面。 4 地
13、表下沉surface subsidence 地表移动盆地内地表点移动矢量的垂直分量。 5 地表水平移动surface horizontal movement 地表移动盆地内地表点移动矢量的水平分量。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 6 地表倾斜变形surface inclined movement 由于地表相邻两点的不均匀下沉而产生的相对垂直位移。 7 地表水平变形surface horizontal deformation 由于地表相邻两点不均匀水平移动而产生的相对水平位移。 8 地表曲率变形surface curvat
14、ure deformation 由于地表相邻点间的倾斜变形不均匀而产生的地表弯曲 9 下沉系数subsidence coefficient 在充分采动条件下,开采近水平矿层时地表最大下沉值与开 采厚度之比。 10 边界角boundary angle 在充分采动或接近充分采动情况下,地表移动盆地主剖面上 盆地边界点(下沉值为lOmm)至采空区边界的连线与水平线在矿柱 一侧的夹角。考虑松散层时,尚应根据松散层移动角确定。 11 移动角displacement angle 在充分采动情况下,移动盆地主剖面上临界变形值的点和采 空区边界连线在矿柱一侧与水平线之间所夹的锐角。 西安科技大学 张志沛 教授
15、 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3 采空区勘察 3.1一般规定 3.1.1采空区公路工程地质勘察必须根据公路基本建设程序分阶段并 按各阶段深度的要求开展工作。施工过程中发生新采或复采时,应进行 补充勘察。 3.1.2采空区勘察应满足采空区稳定性分析与评价的要求,且应根据 现场地形地质条件、工程结构设置、勘察手段的适用条件等,选择适宜 的勘察方法。 3.1.3采空区勘察应充分收集矿产及其采掘资料,以及压覆资源、地 灾评估报告等资料,且应对收集到的资料的完整性、可靠性进行分析和 验证。 3.1.4采空区勘察报告应由文字说明和图件资料组成,并附有必要的
16、影像资料。文字说明应按任务要求、勘察阶段和工程项目的特点进行编 写,内容应符合勘察报告的要求。 3.1.5采空区有害气体的专项检测与评价,应委托具备相应资质的单 位进行。 3.1.6对破坏严重的大型、复杂、多层开采的采空区,应进行专题研 究。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3.2勘察方法 3. 2.1采空区勘察应收集以下资料: 1 区域地质勘察报告、区域水文地质报告、项目压覆资源 和地灾评估报告及其相应的图纸资料。 2 矿区地质报告,包括矿产的种类、分布、厚度、储量、 深度和埋藏特征。 3 矿产采掘工程平面图、井上井下对
17、照图、采区平面布置 图、开采规刘图以及相关的文字资料。 4 采空区的覆岩破坏和地表移动、变形观测资料。 5 采空区公路已有的勘察、设计、施工、监测与检测资料。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3.2.2 采空区调查与测绘应符合下列规定: 1 区域工程地质调绘应查明下列主要内容: 1)地形地貌,地质构造,地层的时代、成因、岩性、产状及厚度分 布。 2)地下水的埋深及动态变化,地表水和地下水水质及其腐蚀性。 3)不良地质的类型、分布范围、基本特征及其与采空区的相互关系 。 2采空区应对以下内容进行专项调查: 1)矿产的经营性质
18、、开采矿种、开采规模、开采层位、开采方式、 回采率、顶板管理方式及开采的起始、终止时间。 2)采空区的埋深、采高、开采范围、空间形态、顶板支护方式、顶 板垮落情况(冒落带、裂隙带高度和垮落物充填情况)。 3)采空区地下水赋存、水质和补给状况。 4)矿渣堆放的位置、规模及其对公路工程的影响。 5)矿区突水、冒顶和有害气体等灾害性事故情况。 6)采空区地表变形程度、影响范围和地表移动盆地特征。 7)采空区地表建(构)筑物的类型、基础形式、变形破坏情况及其 原因。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3 采空区地表测绘和井下测绘应符
19、合下列规定: 1)应通过现场测绘和描述等手段,对矿井口、 巷道口及地表塌陷裂缝的形状、走向、 宽度、深度等变形要素进行标定和编录,确定采空 区的地表变形范围及程度。 2)有条件的矿区,应深入井下,对巷道和采空 区内部进行测绘,并描述巷道的断面及其支护衬砌 情况和采空区顶板的垮落状况。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 采空区公路设计与施工技术细则 采空区公路设计与施工技术细则 3.2.5工程钻探应符合下列要求: 1.工程钻探应对收集、调查的资料、测绘及工程物探成 果进行验证,并查明以下内容: 1)采空区覆岩岩性、结构特征以及
20、采空区的分布范围、 空间形态和顶底板高程。 2)采空区引起的冒落带、裂隙带和弯曲常的分布、埋深 和发育状况。 3)采空区中是否赋存瓦斯等有害、有毒气体。 4)采空区顶板、上覆岩层的岩性及其物理力学性质。 5)采空区的水文地质条件,包括地下水位、水化学类型 及其对混凝土的腐蚀性。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 2. 钻孔应综合考虑下列情况进行布置: 1)资料收集的完整性、有效性及调绘成果; 2)工程物探异常区域; 3)地表变形观测资料; 4)综合测井和跨孔物探的需要; 5)采空区上覆工程类型的重要程度。 3. 钻孔地质描述
21、除应满足一般工程地质地层描述的 要求外,尚应重点描述采空区三带特征。 4. 钻探施工要点与技术要求及三带判定依据应分别 符合表3.2. 5-1和表3.2.5-2的规定。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3.3勘察阶段 3.3.1 预可阶段勘察应符合下列要求: 1.应了解公路建设范围内地质条件、矿产分布、采掘及 压覆资源
22、情况,研究项目区内各路线方案采空区的分布范围 及工程地质特征,分析评价采空区对路线方案及工程方案的 影响程度,依据工程地质条件论证路线方案的可行性与合理 性,为编制预可行性研究报告提供资料。 2.本阶段应以收集资料和采空区专项调查为主,勘察区 域应满足预可研究要求,勘察成果应汇总在预可研究报告中 。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3.3.2工可阶段勘察应符合下列要求: 1.应初步查明公路建设范围内地质条件、矿产分布、采 掘及压覆资源情况,定性评价采空区稳定性,论证拟建公路 采空区及矿产资源的分布特征及其对公路工程的影响,
23、为路 线走廊带及方案比选提供依据。 2.本阶段应以收集资料、调查与测绘为主,必要时可辅 以大比例尺航卫片解译,以及进行少量勘探工作。本阶段应 按填写采空区调查表。 3.调查范围沿路线方向长度应为下伏采空区及其变形影 响范围,宽度为中线两侧各不宜小于1000m。 4.本阶段勘察成果应包括文字说明、采空区工程地质平 面图、纵断面图及必要的影像资料。 西安科技大学 张志沛 教授 E-mail: 电话:13991888068 采空区公路设计与施工技术细则 3.3.3初步勘察应符合下列要求: 1.在可行性研究阶段勘察基础上,应进一步收集地质、 采矿资料,基本查明采空区水文地质及工程地质条件、采空 区分布
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 公路 采空区 设计 施工 技术 细则 讨论
链接地址:https://www.31doc.com/p-2981631.html