《煤矿采空区岩土工程勘察规范》(征求意见稿)矿大修改.doc
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1、1 总 则1.0.1 为了指导煤矿采空区工程建设,贯彻执行国家有关的技术经济政策,做到技术先进、经济合理、保护环境,制定本规范。1.0.2 本规范适用于煤矿采空区新建、改扩建工业与民用建(构)筑工程、地质灾害防治等工程建设的岩土工程勘察。1.0.3 采空区各项建设工程在设计和施工前,应按基本建设程序进行岩土工程勘察。各勘察阶段工作应正确反映场地工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,判定其作为工程场地的适宜性,提供的勘察资料成果应包括工程处理措施建议。1.0.4 采空区建设工程勘察应遵守国家、地方和相关部门有关技术经济、安全生产及环境保护等方面的法规,积极采用成熟可靠的新技术和新工艺,并采取
2、完备的安全生产措施保障人员和机具安全。1.0.5 采空区岩土工程勘察,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。2 术语和符号2.1 术语2.1.1 基本术语1 煤矿采空区 mined-out area in coalmines地下煤炭资源开采后的空间,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和范围。本规范所指采空区是采空区垮落后反映在地表的最终沉陷区边界与采空区底板边界的连线所圈定的地区和范围。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 a
3、nd cutting height矿层开采深度与法向开采厚度的比值,简称深厚比。4 井巷工程 shaft and roadway engineering在地层内开凿的井筒、巷道和硐室等工程。5 保护煤岩柱 safety pillar为了保护建(构)筑物、水体、铁路及主要井巷,按一定规则留设的煤层和煤岩柱区段。6 围护带 safety berm设计煤柱时,在受护对象的外侧所增加一定宽度的安全带。7 工程地质测绘 engineering geological mapping采用搜集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法,查明场地的工程地质要素,并绘制相应的工程地质图件。8 岩土工程勘探 geot
4、echnical exploration岩土工程勘察的一种手段,包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等。9 钻探 drilling利用钻机或专用工具,以机械或人力作动力,向地下钻孔以取得工程地质资料的勘探方法。10 岩芯采取率 core recovery percent采取的岩芯长度之和与相应实际钻探进尺之比,以百分数表示。11 岩石质量指标(RQD)rock quality designation用直径75mm(N型)双层岩芯管和金刚石钻头在岩石中连续钻进取芯,回次钻进所取得岩芯长度大于10cm的芯段长度之和与相应回次总进尺的比值,以百分数表示。12 土试样质量等级 quality
5、 classification of soil samples按土试样受扰动程度不同而划分的等级。13 变形监测 deformation monitoring对地表和地下一定深度范围内的岩土体与其上建筑物、构筑物的位移、沉降、裂缝等变形,在移动时期内进行周期性的或实时的测量工作。14 采动边坡 goaf slope位于采空区上方及其采动影响范围内的边坡。2.1.2 采空区类型1 老采空区 old mined-out area已停止开采且地表移动变形衰退期已经结束的采空区。2 新采空区 new mined-out area正在开采或虽已停采但地表移动变形仍未结束的采空区。3 未来(准)采区 pr
6、eparatory mining area已经规划设计,尚未开采的采区。4 小窑采空区 small mine gob area一般指采空范围较窄、开采深度较浅、采用非正规开采方式开采、以巷道采掘并向两边开挖支巷道、分布无规律或呈网格状、单层或多层重叠交错、大多不支撑或临时简单支撑、任其自由垮落的采空区。5 浅层采空区 shallow mined-out area采深小于50m或采深采厚比不大于30的采空区。6 中深层采空区 middle-deep mined-out area采深介于50m200m之间或采深采厚比介于3060的采空区。7 深层采空区 deep mined-out area采深大
7、于200m或采深采厚比不小于60的采空区。8 水平(缓倾斜)采空区 level mined-out area矿层水平或倾角不大于15的采空区。9 倾斜采空区 inclined mined-out area矿层倾角介于1555的采空区。10 急倾斜采空区 acute inclined mined-out area矿层倾角不小于55的采空区。2.1.3 开采方式有关术语1 长壁式开采 longwall mining采煤工作面长度一般在60m以上,分走向长壁和倾斜长壁。2 走向长壁采煤法 longwall mining on the strike长壁工作面沿矿层走向推进的采煤方法。3 倾斜长壁采煤法
8、 longwall mining to the dip; longwall mining to the rise长壁工作面沿矿层倾向倾斜推进的采煤方法。4 短壁采煤法 shortwall mining 采煤工作面长度一般在60m以下的采煤方法。5 房柱式采煤法 room and pillar extraction在煤层中开掘一系列煤房,采煤在煤房中进行,保留煤柱支撑上覆岩层的一种开采方式。6 条带开采 strip extraction将开采区域划分成规则条带,采一条、留一条,以保留煤柱支撑上覆岩层的一种开采方式,分充填条带和非充填条带两大类。7 充填开采 extraction with bac
9、k stowing在采空区内充填水、砂、矸石、粉煤灰等充填物的一种开采方式。8 放顶煤采煤法 top coal caving; top-coal caving先采出煤层底部工作面的煤,随即放采上部顶煤的采煤方法。9 分层放顶煤 slicing top coal caving特厚煤层划分为若干分层,并在一层或多层中进行放顶煤开采的采煤方法。10 爆破采煤工艺 blast mining technology; blast mining technique用爆破方法破煤的采煤工艺。11 普通机械化采煤工艺 conventionally mechanized coal mining technolog
10、y用机械方法破煤和装煤,输送机运煤和单体支柱支护的采煤工艺。12 综合机械化采煤工艺fully-mechanized coal mining technology用机械方法破煤和装煤,输送机运煤和液压支架支护的采煤工艺。13 综采放顶煤工艺 fully-mechanized top coal caving technology采用综采设备进行放顶煤开采的工艺。14 炮采放顶煤工艺 blast mining top coal caving technology采用爆破落煤进行放顶煤开采的工艺。15 一次采全高 full-seam mining在一次采煤工艺循环中采出全部煤层厚度的开采方式。16
11、分层开采 slicing将厚煤层划分为若干分层,再依次开采各分层的开采方式。17 充分采动 critical mining地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增加的临界开采状态。18 非充分采动 subcritical mining地表最大下沉值随采区尺寸增大而增加的开采状态。19 超充分采动 supercritical mining地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增加的,且超出临界开采的状态。2.1.4 移动变形有关术语1 岩层移动 strata movement因采矿引起的采场围岩直至地表的移动、变形和破坏的现象和过程。2 覆岩破坏“三带”three zone of ovenburden fa
12、ilure矿层开采后,其覆岩在垂直方向上的破坏可分为垮落带、断裂带、弯曲带,简称“三带”。3 垮落带 caving zone由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的范围。4 断裂带 fractured zone垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝,但仍保持其原有层状的岩层范围。5 弯曲带 sagging zone断裂带上方直至地表产生弯曲的岩层范围。6 地表移动 surface movement; ground movement因采矿引起的岩层移动波及地表而使地表产生移动、变形和破坏的现象和过程。7 地表移动盆地 subsidence basin由采矿引起的采空区上方地表移动的整体形态和范围。8 地
13、表移动盆地边界 boundary of subsidence basin地表受开采影响的边界,一般以下沉10mm确定。9 移动盆地主断面 major section of subsidence basin; principal section of subsidence basin; principal section of subsidence trough通过移动盆地最大下沉点沿煤层倾向或走向的竖向断面。10 地表下沉值 surface subsidence value地表点移动向量的竖直分量。11 地表水平移动值 surface displacement value地表点移动向量的水平分
14、量。12 地表倾斜 surface tilt地表两相邻点下沉值之差与其变形前的水平距离之比。13 地表水平变形 surface deformation地表两相邻点水平移动值之差与其变形前的水平距离之比。14 地表曲率 surface curvature地表两相邻点倾斜差与其变形前的水平距离之比。15 下沉速度 subsidence velocity地表点两次观测的下沉差与其观测的时间间隔之比。16 地表移动延续时间 lasting time of surface movement一定区域开采条件下,从地表移动开采(下沉达到10mm)到结束(连续6个月内下沉小于30mm)的整个时间。17 地表移
15、动初始期 initial period of surface movement由地表最大下沉点下沉10mm时开始,到地表最大下沉点下沉速度达50mm/月(1.7mm/d)时所经历的时间,视为地表移动初始期。18 地表移动活跃期 active phase of surface movement在移动过程的延续时间内,地表最大下沉点下沉速度大于50mm/月(1.7mm/d)(煤层倾角小于45),或大于30mm/月(1.0mm/d)(煤层倾角大于45)所经历的时间,视为地表移动活跃期。19 地表移动衰退期decline phase of surface movement从地表活跃期结束到移动期结束的
16、阶段,视为地表移动衰退期。20 地表移动剧烈期 acute period of surface movement地表最大下沉点下沉速度大于16.7mm/ d的地表移动持续时间,视为地表移动剧烈期,属于地表移动活跃期的一部分。21 地表移动的活跃地段 active site of surface movement在地表沉陷范围内,凡地表下沉速度大于16.7mm/d的点构成的区域,称为地表的移动活跃地段。22 采动影响区 mining-incluced influence area采空区垮落后反映在地表的最终下沉边界与采空区底板边界的连线所圈定的地层空间。23 采动滑坡或崩塌 mining-inc
17、luced landslide or collapse地下开采引起的山坡整体性大面积滑动或坍塌。24 地表移动参数 surface movement parameter反映地表移动与变形特征、程度和范围的参数。25 边界角 limit angle;boundary angle在充分或接近充分采动条件下,地表移动盆地主断面上的边界点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角。26 移动角 angle of critical displacement 在充分或接近充分采动条件下,移动盆地主断面上,地表最外边的临界变形点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角。27 下沉系数 subsidence
18、 factor水平或近水平煤层充分采动条件下,地表最大下沉值与采厚之比。28 水平移动系数 displacement factor水平或近水平煤层充分采动条件下,地表最大水平移动值与地表最大下沉值之比。29 主要影响半径 main influence radius; major influence radius在充分采动条件下,主断面上下沉值为0.0063倍最大下沉值的点与同侧下沉值为0.9937倍最大下沉值的点的水平距离的一半。30 主要影响角正切 tangent of main influence angle; tangent of major effective angle开采深度与主要
19、影响半径之比。31 拐点偏移距 deviation of inflection point自下沉曲线拐点在地表面上投影点按影响传播角作直线与煤层相交,该交点与采空区边界沿煤层方向的距离。32 影响传播角 influence transference angle; effective transference angle在地表移动盆地倾向主断面上,按拐点偏移距求得的计算开采边界和下沉曲线拐点在地表面上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。33 地表移动观测站 observation station for surface movement为获取采矿引起的地表移动规律,在地表按一定要求设置的一系列
20、测点或装置所构成的观测系统。34 概率积分法 probability integration method以正态概率函数为影响函数的地表移动预计方法。35 典型曲线法 typical curve method根据实测资料概括的无量纲曲线,用来预计类似地质、采煤条件下的地表移动值和变形值。36 指数函数法 exponential function method以指数函数作为剖面函数表达下沉曲线的地表移动预计方法。2.2 符号W下沉值(mm);i倾斜值(mm/m);K曲率值(10-3/m);U水平移动值(mm);水平变形值(mm/m);q下沉系数;煤层倾角();M采出矿层法向厚度(m);H采空区采
21、深(m);H0采空区平均采深(m);S拐点偏移距(m);r主要影响半径(m);b水平移动系数;0开采影响传播角();tan主要影响角正切;T移动延续期;Tc移动初始期;Th移动活跃期;Ts移动衰退期;T剩余移动期;W剩余下沉值(mm);i剩余倾斜值(mm/m);K剩余曲率值(10-3/m);U剩余水平移动值(mm);剩余水平变形值(mm/m)。3 基 本 规 定3.0.1 根据开采规模和采空区面积大小,煤矿采空区分为大面积;根据煤层开采形式可划分为长壁式开采、短壁式开采、条带式开采、房柱式开采等采空区;根据开采时间和采空区地表变形阶段可分为老采空区、新采空区和未来采区;根据采深采厚比可分为浅层
22、采空区、中深层采空区和深层采空区;根据矿层倾角可分为水平(缓倾斜)采空区、倾斜采空区和急倾斜采空区。3.0.2 拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影响的采空区时,应进行采空区岩土工程勘察。3.0.3 拟建工程重要性等级可按表3.0.3-1划分为三个等级,煤矿采空区场地的复杂程度及地基的复杂程度可按表3.0.3-23.0.3.3划分为两个等级;当工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中,有一项或多项为一级时,岩土工程勘察等级可定为甲级;除甲级以外的勘察项目,岩土工程勘察等级可定为乙级。表3.0.3-1 工程重要性等级重要性等级工程破坏的后果工程规模及建筑类型一级工程很严重1 30层以上或高
23、度超过100m的超高层建筑;2 体形复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体的高层建筑;3 高度超过100m的高耸构筑物或重要的高耸工业构筑物;4 特别重要的或对地基变形有特殊要求的工业与民用建(构)筑物;5 国务院明令保护的文物和纪念性建筑物;6 位于边坡上或邻近边坡的高层建(构)筑物;7 对原有工程影响较大的新建建筑;8 位于复杂地质条件的二层及以上地下室的基坑工程。二级工程严重除甲级、丙级以外的工业与民用建(构)筑物三级工程不严重荷载分布均匀的七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物表3.0.3-2 场地复杂程度类别地貌特征不良地质地质构造及地震作用地表移动变形阶段采深采厚比煤
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