CN107169665A - 公路采空区勘察方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种公路采空区勘察方法，其步骤如下：（1）搜集沿线路方向矿产开采资料及压覆矿产资料；（2）沿线路方向进行地质调查与测绘；（3）确定合理的路线线位和通过采空区的方式；（4）进行线路采空区专项调查；（5）进行线路采空区地面物探勘察；（6）合理布置钻孔进行钻探勘察；（7）在钻孔内采用C‑ALS空腔扫描系统进行扫描成图，在两个钻孔内进行孔间电磁波测试取得剖面图；（8）根据钻探成果柱状图结合空腔扫描系统成果图与孔间电磁波剖面成果图，确定采空区平面位置及空间分布，形成公路采空区地质平面图与公路采空区地质横断面图、纵断面图；（9）编写勘察成果报告；（10）原始资料整理与归档。
Description
技术领域
本发明属于公路地质灾害技术领域，涉及一种公路采空区勘察方法，用于公路下伏采空区、空洞等不良地质的勘察。
背景技术
公路采空区勘察方法尚未有一套普遍的适用方法，通常做法是调查、钻探，物探相结合的方法，不能查清采空区、地下空洞的空间分布情况，勘察精度较低。
通过本发明旨在为公路采空区勘察提供一套科学经济、技术可行的采空区勘察方法。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一套采空区勘察的新方法，该方法从勘察初期的搜集资料调查开始到最终报告及原始资料的归档都做了明确要求，能够弥补现有勘察手段不足，提高勘察精度，减少人力、物力的投入，具有良好社会效益和可观的经济效益。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种公路采空区勘察方法，包括如下步骤：
（1）搜集沿线路方向矿产开采资料及压覆矿产资料；
1.1、搜集公路沿线建设范围内矿产分布图、煤矿资源勘测定界图、采掘平面图、井上下对照图及压覆资源储量计算书、煤矿综合地质柱状图、煤田地质报告、煤层底板等高线，将各种图件叠加至线路平面图上，画出采空区影响路段及压覆资源路段并标明其影响范围；
1.2、搜集采空区形成年代、开采方式、顶板管理方式、闭矿年代回采率、采深采厚比、煤层埋深，采用这些参数对采空区影响路段进行稳定性评价；
（2）沿线路方向进行地质调查与测绘；
调查范围沿线路方向长度应为下伏采空区及其变形影响范围，宽度为中心线两侧各不小于1000m，必要时进行井下测量；
（3）根据（1）结合（2）综合考虑自然与人文景观因素确定合理的路线线位和通过采空区的方式；
3.1、采空区路线应充分利用已有的或规划的保护矿柱；
3.2、工程路线压覆矿产资源时，应根据矿产的分布、覆岩性质和公路等级设计预留保安煤柱；
（4）进行线路采空区专项调查；
4.1、结合已搜集的资料，通过地面和井下调查，走访相关单位及个人，对公路沿线矿产的开采情况，矿井坑口的分布位置及采空区基本要素进行专项调查；
4.2、将搜集的资料与专项调查成果结合起来，添加地质界线、旷界、采空区分布范围及井口位置，形成采空区工程地质平面图与剖面图；
（5）进行线路采空区地面物探勘察；
5.1、地面物探工作应综合考虑现场地形地质条件、采空区埋深及分布情况；采用两种及两种以上物探方法时，宜先进行大面积扫描，再进行异常区加密探测；
5.2、地面物探工作应结合采空区埋深进行选取，地埋深小于10m的采空区优先选用地质雷达法，埋深在10-30m的采空区优先选用高密度电法，埋深在30-100m的采空区优先选用瞬变电磁法，埋深大于100m的采空区优先选用地震反射波法；
（6）结合（1）、（2）、（4）及（5）的成果合理布置钻孔进行钻探勘察；
6.1、钻探的目的为对搜集、调查的资料及物探成果进行验证，并查明以下内容：
①采空区引起的冒落带、裂隙带和弯沉带的分布、埋深和发育情况；
②采空区覆岩岩性、采空区分布范围、空间形态、顶底板高程及其物理力学性质；
③采空区水文地质条件及是否赋存有害、有毒气体；
6.2、钻探孔位应综合考虑以下情况进行布设
①工程物探异常区域；
②综合测井和跨孔物探的需要；
③采空区上覆工程类型的重要程度；
④钻孔深度应达到采空区底板以下不小于3m的深度，且应满足构造物孔深要求；
（7）、在钻孔内采用C-ALS空腔扫描系统进行扫描成图，在两个钻孔内进行孔间电磁波测试取得剖面图；
7.1、根据钻孔成果，在发现掉钻且掉钻高度大于0.5m的钻孔内进行C-ALS空腔扫描，形成采空区的空间形态图；
7.2在相邻两个钻孔内进行跨孔电磁波CT测试，形成孔间透射剖面图；
（8）、根据钻探成果柱状图结合空腔扫描系统成果图与跨孔电磁波CT剖面成果图，确定采空区平面位置及空间分布，形成公路采空区地质平面图与公路采空区地质横断面图、纵断面图；
（9）编写勘察成果报告
9.1、采空区勘察成果包括：资料收集与分析成果，区域地质调绘，采空区测绘、物探、钻探、试验成果，采空区的影响长度，采矿层数、埋深、采厚、顶板岩性、开采时限、开采方法、回采率、顶板管理方法、塌陷情况，还应包括公路预留保护带的位置宽度，采空区稳定性分析与评价；
9.2、结论应包括采空区场地对拟建公路或构筑物的适宜性评价，采空区剩余空洞体积，压覆资源种类及范围；
9.3、附表应包括采空区调查表、采空区变形参数表、采空区对公路工程危害程度综合评价表及采空区剩余空洞体积一览表；
9.4、报告图件应包括钻孔柱状图、地质平面图、地质纵断面图及横断面图；
（10）原始资料整理与归档
采空区勘察结束后，应将收集、调查、物探、钻探、现场测试、室内测试的有效原始资料及测量、观测、试验数据进行归档。
该方法适用于公路下伏采空区或空洞的地质工程勘察。
本发明专利解决了公路采空区勘察精度不高的问题，采用搜集资料、物探勘察与钻探勘察相结合的综合探测方法，将勘察精度提高至95%。为类似工程的设计治理提供了较为精确的一手资料。降低了造价，具有良好的社会效益和可观的经济效益。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种公路采空区勘察方法，包括如下步骤：
（1）搜集沿线路方向矿产开采资料及压覆矿产资料；
1.1、搜集公路沿线建设范围内矿产分布图、煤矿资源勘测定界图、采掘平面图、井上下对照图及压覆资源储量计算书、煤矿综合地质柱状图、煤田地质报告、煤层底板等高线，将各种图件叠加至线路平面图上，画出采空区影响路段及压覆资源路段并标明其影响范围。
1.2、搜集采空区形成年代、开采方式、顶板管理方式、闭矿年代回采率、采深采厚比、煤层埋深，采用这些参数对采空区影响路段进行稳定性评价。
（2）沿线路方向进行地质调查与测绘；
调查范围沿线路方向长度应为下伏采空区及其变形影响范围，宽度为中心线两侧各不小于1000m，必要时进行井下测量。
（3）根据（1）结合（2）综合考虑自然与人文景观因素确定合理的路线线位和通过采空区的方式；
3.1、采空区路线应充分利用已有的或规划的保护矿柱。
3.2、公里工程压覆矿产资源时，应根据矿产的分布、覆岩性质和公路等级设计预留保安煤柱。
（4）进行线路采空区专项调查；
4.1、结合已搜集的资料，通过地面和井下调查，走访相关单位及个人，对公路沿线矿产的开采情况，矿井坑口的分布位置及采空区基本要素进行专项调查。
4.2、将搜集的资料与专项调查成果结合起来，添加地质界线、旷界、采空区分布范围及井口位置，形成采空区工程地质平面图与剖面图。
（5）进行线路采空区地面物探勘察；
5.1、地面物探工作应综合考虑现场地形地质条件、采空区埋深及分布情况；采用两种及两种以上物探方法时，宜先进行大面积扫描，再进行异常区加密探测。
5.2、地面物探工作应结合采空区埋深进行选取，地埋深小于10m的采空区优先选用地质雷达法，埋深在10-30m的采空区优先选用高密度电法，埋深在30-100m的采空区优先选用瞬变电磁法，埋深大于100m的采空区优先选用地震反射波法。
（6）结合（1）、（2）、（4）及（5）的成果合理布置钻孔进行钻探勘察；
6.1、钻探的目的为对搜集、调查的资料及物探成果进行验证，并查明以下内容：
①采空区引起的冒落带、裂隙带和弯沉带的分布、埋深和发育情况。
②采空区覆岩岩性、采空区分布范围、空间形态、顶底板高程及其物理力学性质。
③采空区水文地质条件及是否赋存有害、有毒气体。
6.2、钻探孔位应综合考虑以下情况进行布设
①工程物探异常区域。
②综合测井和跨孔物探的需要。
③采空区上覆工程类型的重要程度。
④钻孔深度应达到采空区底板以下不小于3m的深度，且应满足构造物孔深要求。
（7）、在钻孔内采用C-ALS空腔扫描系统进行扫描成图，在两个钻孔内进行孔间电磁波测试取得剖面图；
7.1、根据钻孔成果，在发现掉钻且掉钻高度大于0.5m的钻孔内进行C-ALS空腔扫描，形成采空区的空间形态图。
7.2在相邻两个钻孔内进行跨孔电磁波CT测试，形成孔间透射剖面图。
（8）、根据钻探成果柱状图结合空腔扫描系统成果图与跨孔电磁波CT剖面成果图，确定采空区平面位置及空间分布，形成公路采空区地质平面图与公路采空区地质横断面图、纵断面图。
（9）编写勘察成果报告；
9.1、采空区勘察成果包括：资料收集与分析成果，区域地质调绘，采空区测绘、物探、钻探、试验成果，采空区的影响长度，采矿层数、埋深、采厚、顶板岩性、开采时限、开采方法、回采率、顶板管理方法、塌陷情况，还应包括公路预留保护带的位置宽度，采空区稳定性分析与评价。
9.2、结论应包括采空区场地对拟建公路或构筑物的适宜性评价，采空区剩余空洞体积，压覆资源种类及范围。
9.3、附表应包括采空区调查表、采空区变形参数表、采空区对公路工程危害程度综合评价表及采空区剩余空洞体积一览表。
9.4、报告图件应包括钻孔柱状图、地质平面图、地质纵断面图及横断面图。
（10）原始资料整理与归档；
采空区勘察结束后，应将收集、调查、物探、钻探、现场测试、室内测试的有效原始资料及测量、观测、试验数据进行归档。归档资料应翔实、完整，签署完备。
以上仅为本发明的具体实施例，但并不局限于此。任何以本发明为基础解决基本相同的技术问题，或实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，均属于本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种公路采空区勘察方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）搜集沿线路方向矿产开采资料及压覆矿产资料；
1.1、搜集公路沿线建设范围内矿产分布图、煤矿资源勘测定界图、采掘平面图、井上下对照图及压覆资源储量计算书、煤矿综合地质柱状图、煤田地质报告、煤层底板等高线，将各种图件叠加至线路平面图上，画出采空区影响路段及压覆资源路段并标明其影响范围；
1.2、搜集采空区形成年代、开采方式、顶板管理方式、闭矿年代回采率、采深采厚比、煤层埋深，采用这些参数对采空区影响路段进行稳定性评价；
（2）沿线路方向进行地质调查与测绘；
调查范围沿线路方向长度应为下伏采空区及其变形影响范围，宽度为中心线两侧各不小于1000m，必要时进行井下测量；
（3）根据（1）结合（2）综合考虑自然与人文景观因素确定合理的路线线位和通过采空区的方式；
3.1、采空区路线应充分利用已有的或规划的保护矿柱；
3.2、工程路线压覆矿产资源时，应根据矿产的分布、覆岩性质和公路等级设计预留保安煤柱；
（4）进行线路采空区专项调查；
4.1、结合已搜集的资料，通过地面和井下调查，走访相关单位及个人，对公路沿线矿产的开采情况，矿井坑口的分布位置及采空区基本要素进行专项调查；
4.2、将搜集的资料与专项调查成果结合起来，添加地质界线、旷界、采空区分布范围及井口位置，形成采空区工程地质平面图与剖面图；
（5）进行线路采空区地面物探勘察；
5.1、地面物探工作应综合考虑现场地形地质条件、采空区埋深及分布情况；采用两种及两种以上物探方法时，宜先进行大面积扫描，再进行异常区加密探测；
5.2、地面物探工作应结合采空区埋深进行选取，地埋深小于10m的采空区优先选用地质雷达法，埋深在10-30m的采空区优先选用高密度电法，埋深在30-100m的采空区优先选用瞬变电磁法，埋深大于100m的采空区优先选用地震反射波法；
（6）结合（1）、（2）、（4）及（5）的成果合理布置钻孔进行钻探勘察；
6.1、钻探的目的为对搜集、调查的资料及物探成果进行验证，并查明以下内容：
①采空区引起的冒落带、裂隙带和弯沉带的分布、埋深和发育情况；
②采空区覆岩岩性、采空区分布范围、空间形态、顶底板高程及其物理力学性质；
③采空区水文地质条件及是否赋存有害、有毒气体；
6.2、钻探孔位应综合考虑以下情况进行布设
①工程物探异常区域；
②综合测井和跨孔物探的需要；
③采空区上覆工程类型的重要程度；
④钻孔深度应达到采空区底板以下不小于3m的深度，且应满足构造物孔深要求；
（7）、在钻孔内采用C-ALS空腔扫描系统进行扫描成图，在两个钻孔内进行孔间电磁波测试取得剖面图；
7.1、根据钻孔成果，在发现掉钻且掉钻高度大于0.5m的钻孔内进行C-ALS空腔扫描，形成采空区的空间形态图；
7.2在相邻两个钻孔内进行跨孔电磁波CT测试，形成孔间透射剖面图；
（8）、根据钻探成果柱状图结合空腔扫描系统成果图与跨孔电磁波CT剖面成果图，确定采空区平面位置及空间分布，形成公路采空区地质平面图与公路采空区地质横断面图、纵断面图；
（9）编写勘察成果报告
9.1、采空区勘察成果包括：资料收集与分析成果，区域地质调绘，采空区测绘、物探、钻探、试验成果，采空区的影响长度，采矿层数、埋深、采厚、顶板岩性、开采时限、开采方法、回采率、顶板管理方法、塌陷情况，还应包括公路预留保护带的位置宽度，采空区稳定性分析与评价；
9.2、结论应包括采空区场地对拟建公路或构筑物的适宜性评价，采空区剩余空洞体积，压覆资源种类及范围；
9.3、附表应包括采空区调查表、采空区变形参数表、采空区对公路工程危害程度综合评价表及采空区剩余空洞体积一览表；
9.4、报告图件应包括钻孔柱状图、地质平面图、地质纵断面图及横断面图；
（10）原始资料整理与归档
采空区勘察结束后，应将收集、调查、物探、钻探、现场测试、室内测试的有效原始资料及测量、观测、试验数据进行归档。
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