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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：zhzp99@tom.com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GuidelinesforDesignandConstructionofHighwayEngineeringintheMined-outAreaJTG/TD31-03-2011主编单位：山西省交通规划勘察设计院批准部门：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容提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：zhzp99@tom.com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-outarea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miningrate矿产采出量占工业储量的百分比。3采深采厚比ratioofminingdepthandworkingthickness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hardoverburden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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则5软弱覆岩softoverburden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mediumoverburden介于坚硬覆岩与软弱覆岩之间，天然单轴抗压强度介于30~60MPa之间的上覆岩层。7矿层顶板mineseamroof位于矿层上面的岩层。矿层顶板由下而上可分为伪顶、直接顶和老顶。8井巷工程roadwayengineering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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则9矿柱minepillar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spontaneouscollapse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threezoneofdeformationofstrataaboveanextractedarea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zoneofshattered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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则13裂隙带zoneoffracture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zoneofcurve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zoneofsubsidencedeformationofsurfaceoverburden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：zhzp99@tom.com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-wallmining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roomandpillarmining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-wallmining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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则4巷柱式开采roadwayandpillarmining在区段范围内，每隔10-30m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partialmining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filledmining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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则7充分采动fullmining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insufficiencyrmmng采空区的尺寸没有达到充分采动的临界值，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ultrafullmining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shallowmined-outarea采深采厚比不大于40的采空区。11中深层采空区middle-deepmined-outarea采深采厚比介于40～120的采空区。12深层采空区deepmined-outarea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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则13准采区preparatoryminingarea已经规划设计，尚未开采的采区。14新采空区newrmned-outarea正在开采或停采时间少于一年的采空区。15老采空区oldmined-outarea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levelmined-outarea矿层水平或倾角不大于150的采空区。17倾斜采空区inclinedmined-outarea矿层倾角介于150-750的采空区。18急倾采空区acuteinclinedmined-outarea矿层倾角不小于750的采空区。西安科技大学张志沛教授E-mail：zhzp99@tom.com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groundmovement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groundsubsidencebasin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mainprofileofmovementbasin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地表下沉surfacesubsidence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surfacehorizontalmovement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：zhzp99@tom.com电话：13991888068采空区公路设计与施工技术细则6地表倾斜变形surfaceinclinedmovement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surfacehorizontaldeformation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surfacecurvaturedeformation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subsidencecoefficient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boundaryangle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displacementangle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E-mail：zhzp99@tom.com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：zhzp99@tom.com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：zhzp99@tom.com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、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