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徐州荣盛城采空区场地稳评与治理设计

来源:未知 时间:2017-04-28 15:55 热度:

1项目背景及稳评(治理设计)工作目的、意义
拟建徐州荣盛城项目地块场地部分位于原卧牛山煤矿井田范围内,场地内分布有多个煤层采空区,开采情况复杂。采空地面塌陷为影响该地块稳定性的主要因素,为分析拟建场地采空区稳定性及拟建工程的适宜性,确保该场地内建设项目的质量和安全,应对拟建项目进行采空区稳定性评价。
本次工作的目的主要是查明现状下拟建场地及附近煤矿开采情况、场地附近采空塌陷的发育和稳定情况,评价拟建场地是否受煤矿开采影响,主要进行如下评价内容的工作:
⑴收集并分析拟建场地及周边区域下方的地质采矿技术资料;
⑵查明拟建场地地质构造、地形地貌、地层岩性、工程地质条件、水文地质条件等;
⑶查明拟建场地及附近采空区及巷道分布、开采历史、顶板管理方法、回采率等;
⑷查明拟建场地及附近采空区塌落密实情况、断裂带发育高度、剩余空隙体积等;
⑸调查拟建场地及周边的地面塌陷及建筑物变形破坏情况;
⑹估算拟建场地因煤矿开采形成的现状及剩余沉降;
⑺对拟建场地的稳定性、适宜性进行分析和评价;
⑻根据采空区稳定性、场地适宜性结论提出防治措施建议;
⑼提交分析评价报告。
2 场地(采煤及采空区)现状概述
拟建场地西半部位于原徐州矿务集团有限公司卧牛山煤矿的井田范围内。根据收集的采矿资料,拟建场地东南部区域、西北角均无采空区分布,西北部位于卧牛山煤矿范围内的区域分布有2、3、7、9、10、20、21煤采空区、其中2、3煤采空区仅在拟建场地中部北侧分布有少量工作面,整个矿界内除工业广场位置外的其他区域的7煤全部开采、9、10、20、21煤仅在矿界内局部区域开采、开采情况复杂。
卧牛山煤矿为连续生产矿井,开拓方式为立井暗斜井多水平分区式开拓,顶板全冒落法管理,开采方法主要为走向长壁炮采,少量7煤采用房柱式开采,个别20煤和近一半的21煤为条带式开采。
 
3 稳定性评价(治理设计)的主要方法
3.1拟建场地采空区勘察
拟建场地位于原卧牛山煤矿区范围内,该矿隶属于徐州矿务集团有限公司,为国有煤矿,图纸可信度较高,因此本次采空区勘察工作以收集采矿资料为主、物探和钻探验证为辅。
本次勘察评价的物探及钻探工作以验证图纸资料显示的采空区范围和查明采空区塌落密实情况为主,结合拟建建筑物的重要性和场地条件,场地内共布置了20条瞬变电磁物探测线,以验证拟建场地下的采空区分布情况;为进一步验证图纸和物探成果的准确性并查明各煤层采空区冒落密实情况,本次评价在场地内布置了16个钻探孔,并对其中9个孔进行孔内成像。
3.2 拟建场地采空区覆岩变形破坏的基本规律
根据收集资料及现场勘查,拟建场地下采空区大部分为走向长壁式开采、少量房柱式、条带式开采、采厚较均匀,局部有3、7煤急倾斜采空区、但规模小、采深较大且拟建场地覆盖层较厚,一般情况下,拟建场地地表不会出现非连续破坏、裂缝及台阶、塌陷坑。
拟建场地附近采空区的最大采深为369.7m,最晚开采时间为2006年,T=2.5H=2.5×369.7=2.53年(约2年零6个月),因此,从停采时间因素初步判定2009年以前的采空区为稳定的采空区,而拟建场地附近的采空区均为2006年前开采,从时间因素考虑,拟建场地为稳定的采空区场地。
3.3 采空区地面移动和变形计算
根据徐州矿区长期的地表移动实测成果资料研究分析,拟建场地所在的卧牛山煤矿采空区引起的地表移动和变形符合地表移动的一般规律,基本适用概率积分模型。根据《煤矿采空区岩土工程勘察规范》(GB51044-2014)附录H采空区移动变形的计算方法与计算公式,计算采空区塌陷盆地的地表下沉、倾斜、曲率、水平变形等多种参数。
4 主要工作成果
4.1 拟建场地稳定性评价
根据《煤矿采空区岩土工程勘察规范》(GB51044-2014)结合拟建场地采空区类型、开采方法及顶板管理方式、终采时间、地表移动变形特征等,采用煤(岩)柱稳定分析法和采空区条件特征判别法分别对拟建场地下的房柱式、条带式开采采空区和长壁式开采采空区场地的稳定性进行分析评价,将拟建场地按采空区场地的稳定性划分为稳定区、基本稳定区、不稳定区。
4.2 拟建场地适宜性评价
根据规范,主要通过分析采空区与拟建工程之间的相互影响程度确定采空区场地工程建设适宜性。采空区对工程的影响程度,在考虑采空区场地稳定性、建筑物重要程度和变形要求、地表变形特征及发展趋势、地表移动变形值、采深或采厚比、垮落裂隙带的密实状态、活化影响因素的基础上,采用工程类比法、采空区特征判别法、活化影响因素分析法,地表剩余变形判别法等分析评价采空区场地适宜性。
4.3 拟建场地采空区治理设计
根据拟建场地的稳评报告的稳定性及适宜性评价结论,拟建场地的III1-III5区:为适宜性差区,应对拟建场地下分布的3、7、9、10煤采空区及巷道进行治理。为保证拟建建筑物安全,应对适宜性差区进行采空区注浆治理。
 

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