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岩土考察报告范文1
[关键词]采空区 地面塌陷 概率积分法
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-273-1
有关采空区地面塌陷地质灾害的问题研究，国内外主要是在煤炭、冶金和交通部门进行，对于英国波、前苏联、兰和中国等国家，早在20世纪50年代就开始对“三下”采煤技术进行了详细研究[1～3]。
在大量的地表移动观测资料的基础上，我国制定出了《建筑物、水体、铁路及主要巷道煤柱留设与压煤开采规程》[4]。
我国相关的分析方法有附加应力法、力平衡分析法、数值分析法、概率积分法[5、6]。
1工程概况
长岭煤矿位于长春市双阳区长岭乡前双顶子村境内，距长春市区约50km。长岭煤矿开采标高为120m至-60m，矿区开采面积为0.5504km2。矿区地处吉林省低山丘陵区，松辽平原东南部的边缘，区内地形多为丘陵地貌。区域地表形态总体上为南低北高，最高地表高程为264m，最低地表高程为217m，相对高差一般20～30m。
长岭煤矿矿区煤层主要覆存于中生界侏罗系上统二道梁子组，地层倾向南东，呈近于北东～南西向走向，浅部倾角约45°左右，深部延伸后倾角逐渐变缓，一倾角为25°～35°，最小为10°左右，为一套泥炭沼泽～浅湖相沉积，基本上可以划分出上、下两个岩性段：上部为砂岩，粉砂岩夹砾岩含煤段和下部为泥岩夹粉砂岩含煤段。
1.1现状地面塌陷
现状地面塌陷发育在矿区的西南部其东端位于矿区砂石道的西侧，走向287°，长500m左右，宽3～5m，地面塌陷呈条带状形态，最大地面塌陷深度为40cm。
1.2预测地面塌陷及地裂缝分析
经计算得该煤矿的采厚比为34.6，当上组煤层联合采出后，将会引起岩层移动并波及到地表，部分区域地表变形较严重，会形成较大的塌陷坑或地裂缝。
1.3地面塌陷影响范围的预测
采用工程地质手册中影响角正切tanβ公式来计算地面塌陷影响半径计算求得影响半径约为75m。
根据《建（构）筑物、铁路和水体压煤开采》规定与地表最大移动和变形值计算公式，求得最大下沉值为4.56m。
2METLAB计算参数选取及计算结果
为了METLAB运用软件对全盆地移动和变形公式编程，计算地表变形值，给出计算工作面编号、下沉系数、主要影响角、水平移动系数、开采煤层埋深及厚度。
2.1计算工作面编号
全盆地移动和变形计算公式只适用于计算规则矩形采空区域，考虑到长岭煤矿存在多个采空区，且采空区边界形状复杂，可将采空区分割简化成多个矩形计算工作面。采空区的计算工作面与煤层号一致，计算工作面有1、2、3、4。
2.2下沉系数
下沉系数 是在地表移动和变形分析预测中的重要因素。根据“三下”开采规程中附录4的内容得出：q=0.65
2.3主要影响角正切
参照“三下”开采规程中 的观测站实测数据以及当地经验取0.94。
2.4水平移动系数
反映了地表最大下沉值和最大水平移动值之间的比例称为水平移动系数，本文选取 。
2.5计算结果
经过软件计算后得到，矿区下沉值区间为5.889mm～4472.17mm，倾斜值区间为0.126mm/m～105.83mm/m，曲率值区间为-3.803×10-3/m～3.803×10-3/m，水平移动值区间为18.895mm～1742.01mm，水平变形值区间为-62.593mm/m ～62.593mm/m。
利用概率积分法和METLAB软件计算的最大下沉值为4.47m。
3结论与建议
论文依据矿山实际情况和煤矿开采资料，对长岭煤矿地质条件和采空区特征进行描述，运用概率积分法分析了地面塌陷区的特征，得出以下结论：
（1）长岭煤矿的开采深度为280m，煤层的平均厚度为8.11m，按照平均采深采厚计算，该煤矿的采厚比为34.6。依据“三下”规程，从煤层采深与采厚比为34.6的特征来分析，该矿井继续进行地下开采后，可能加剧现有地面塌陷和地裂缝。
（2）利用概率积分法和METLAB软件计算的最大下沉值为4.47m，与依据“三下”规程计算所得出的4.56m仅相差0.09m，两种计算结果仅相差2%，两种分析方法所得结果基本符合。
（3）由于长岭煤矿正处于生产阶段，对于以破坏的耕地可采用地面塌陷坑及地裂缝回填的方法，继续对土地进行耕种；而已被破坏的房屋建筑应采取搬迁避让的措施，避免人员生命财产遭到损失。
（4）在长岭煤矿闭坑后，可以采取注浆充填法或局部支撑覆岩法来对采空区进行治理，提高地表的稳定性；如遇土地资源紧张，需保障耕地及其他土地的使用时，可采取利用客土、腐殖土回填地面塌陷坑和地裂缝的方法，保障土地资源的使用。
参考文献
[1]童立元，刘松玉，邱珏，方磊.高速公路下伏采空区问题国内外研究现状及进展 [J].岩石力学与工程学报，2004，23，（7）：1198～1202.
[2]颜荣贵.地基开采沉陷及其他地表建筑[M.]1995.
[3]中国科学技术情报研究所.出国参观考察报告-波兰采空区地面建筑[M].北京：科学技术文献出版社1979.
[4]国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[M].北京：煤炭工业出版社，2006.
