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一、工程概况xx集团拟在xx煤矿工业广场区域新建一座50万吨/年的甲醇厂，拟建厂址利用xx煤矿的工业广场留设煤柱没有开采的有利条件,尽可能把新建甲醇厂的重要建（构)筑物布置在工业广场留设的煤柱之上（xx煤矿工业广场建筑物平面图见图1—1所示），其他建（构)筑物布置在工业广场周围的采空区之上。
拟建厂址东西长约1200m，南北宽约760m，占地面积900余亩；西为邹唐公路，北与西侧为xx煤矿铁路专用线。
交通十分便利,基础设施齐全，地形较为平坦开阔。
拟建工程建（构）筑物总平面布置见图1-2所示.主要建、构筑物名称及要素见表1-1所示。
大型重要设备尺寸见表1-2.荷重最大的设备为甲醇合成塔、甲醇洗涤塔、气化炉、澄清槽等.建构筑物最高的为煤筒仓（高度43。
5m）和气化框架（高度39m）.大部分设备基础采用桩基础，钢筋混凝土结构。
精密设备、超长轴设备如大型压缩机、泵，基本都是联合平台，联合基础，不允许局部沉降.大部分设备对下沉都比较敏感，特别是大型压缩机有轴位移和轴震动非常精密的检测报警设备，位移和振幅一般要求小于0.5mm。
表1-2 大型重要设备尺寸234二、地质采矿条件xx煤矿是xx矿区开发最早的矿井，位于xx市南xx镇和xx镇境内,井口北距xx市约11km。
xx煤矿于1960年开始建设，设计生产能力为30万t/年，1978年改扩建至45万t/年,1990年后矿井进入衰老期，1991年底注销矿井设计生产能力，之后回收部分煤柱，至2002年回收完毕，然后闭坑。
1、地层x州煤田位于鲁西隆起区西南缘的x州向斜内,属石炭二迭系含煤地层.井田内地层自上而下分述如下:第四系，厚15.92~58.50m,由棕黄色砂质粘土及粘土质砂砾组成，含3层含水砂或砂砾层.上侏罗系，厚0~266.59m，以紫红色厚层状中、细砂岩为主，泥质胶结，夹薄层砾岩、砂砾岩和泥岩。
下部含绿灰岩、粉砂岩互层。
底部为一层不稳定的砾岩。
石炭系太原群,井田内沉积厚度一般为151.48m，由薄层深灰色粉砂岩、泥岩和灰～绿灰色砂岩组成，中夹灰岩8层、薄煤层15层,是本区主要含煤层段，可采煤层为第16上、17、18上层煤。
高速公路路基采空区稳定性分析与治理措施高速公路路基采空区稳定性分析与治理措施摘要：随着我国交通事业的发展，寻求精度高、系统性强、经济实用的煤矿采空区勘察与处置方法，直接关系到我国高等级公路的建设发展。
如何对高速公路下伏的采空区进行稳定性分析和治理,是高速公路建设面临的重要课题。
关键词：采空区；稳定性；评价；治理中图分类号：U416文献标识码： A引言在高速公路施工过程中，经常会遇到设计路基下方存在各种类型的空洞,如煤矿采空区等。
这种地质病害常使路基失稳，造成路基、路面、桥梁涵洞等构造物的损坏，对公路工程危害极大。
本文以国道109线（内蒙古）大饭铺到东胜高速公路西段路基下煤矿采空区的稳定性分析和治理为基础，结合国内外不同行业采空区治理经验，对高速公路下的煤矿采空区稳定性分析与治理方法进行探讨，并提出经济实用合理的技术手段。
一、采空区资料收集及稳定性评价收集、分析地质资料，掌握采空区形成的地质背景，重点了解各路线所通过采空区的基本地质特征、煤层赋存、开采情况和不同煤层的覆岩岩性特征。
通过采矿历史调查，掌握线路走廊带影响范围内开采煤层的数量、厚度、埋深、产状、开采时间、采煤方式、顶板管理方法和覆岩性质。
1.工程地质概况与采空区分布及特点大（饭铺）东（胜）高速公路通过的地区为内蒙古西部的丘陵地带，位于中生带鄂尔多斯盆地东部边缘，属于下、中侏罗统。
下、中侏罗统的地区均有煤层分布，只是煤层层数、厚度和埋深不同而已。
本区主要开采的煤层是早侏罗系中统东胜组第二岩段及下统延安组上部的一煤层，该煤层常分布在沟谷底部或河床部位，层厚2.5～4m。
其顶板多为浅灰色细砂岩或砂质泥岩，厚20～50m。
高速公路共有五段路基存在采空区，采空高度为3～4m，顶板厚度为20～30m ，一层煤均已采空，并对部分矿柱进行回采。
这些采空区的存在，无疑是路基稳定和将来高速公路运营的安全隐患。
为了确保高速公路工程质量和运营安全，对路基采空区的稳定性进行评估，并提出合理的处理措施。
采空区稳定性分析与评价【摘要】如今，随着我国的经济及许多方面都在不断的发展，我们在开采不同矿产资源的过程中遇到的问题也随之暴露出来，比如说北方的冬天要大量的消耗煤炭资源，但是随着我们对煤炭的大量开采，地下就会形成采空区，我们对资源的开发又不能只局限在地表，那么在矿区地表建筑物的稳定性就会受到影响。
【关键词】采空区的稳定；分析；稳定性评价；一、前言目前我国对不同资源的开发在逐渐的增加，尤其是我们日常所必须的煤炭、铁矿等这类资源，长期发展下去，我们所面临的采空区面积会不断增加，所以在进行地表建筑物的建造时就有必要避开这些区域，如果在采空上方建造一些高层建筑物的话就极有可能存在很大的安全隐患。
因此我们就有必要采取措施对采空区进行填充来保证地基的牢固性。
二、采空区稳定性的判断通常我们在对地下资源进行开发时都会提前考虑这片地区所能承受的开采量，但是有时为了获得更大的资源开发，我们对地下矿产的利用可能会大于它所能承受的范围。
在地下资源被开采出来后，这片地下区域就被称之为采空区，我们对矿产的开发会导致采空区附近和地表上覆盖的岩石和土壤结构被破坏，随着时间的流逝，这些从前开发遗留下来的采空区会通过自然的变化逐渐变得稳定，继而发展成为老的采空区。
但是在老的采空区的地表如果建造新的甚至是高层的建筑后就有很大的可能会打破这种平衡状态，会对采空区的稳定性受到影响，造成采空区的活化状态，使采空区和它上面的地表结构再次发生移动和变形。
这样对我们新建造的工程和周围的居民安全都会产生不利影响。
现如今，我们对老的采空区进行活化判断的方法有很多。
我们可以通过检测建筑物对采空区的深度的影响来判断建筑物的总体质量、采空区的横跨带以及可能在哪种地方发生断裂，断裂发生的可能性，断裂的地区是否会发生重叠等各种问题，对是否造成采空区的活化有很大的提示性。
科学的检测方法是在工程学的地质手册这本书中具体的讲述了可能造成采空区活化的临界深度的计算标准公式，根据这个我们可以能否在采空区建造建筑物提出了有利的依据。
INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究
对公路采空区进行勘察及稳定性评价，查明采空区分布及特征，并对采空区进行稳定性计算评价，为下一步是否进行治理设计提供依据。
采空区勘察主要是通过收集资料、采空区调查与测绘、移动变形观测、物探、工程钻探等手段进行，稳定性评价方法有开采条件判别法、地表移动变形预计法（概率积分法）、地表移动变形观测法、极限平衡分析法以及数值模拟分析法等。
本文基于S233至S315连接线（荥巩界至口头段）项目，介绍该线路采空区勘察和稳定性评价方法。
一、工程概况
S233至S315（荥巩界至口头段）连接线起点桩号K3+421.5，终点桩号K7+865.325，整体呈东西走向，路线全长4.444km，采用设计速度为80km/h、双向四车道一级公路标准，路基宽24.5m。
线路征地范围内有3个煤矿，分别为宏基煤矿、双楼煤矿和富堡煤矿。
二、煤矿开采情况
（一）富堡煤矿开采情况
富堡煤矿矿山目前已建成主、副井和风井，开采煤层为一1
煤层和二1煤层。
属稳定性煤层，煤层结构简单，在2014年巷道基建完成后发生突水，现一直处于停产状态。
（二）双楼煤矿开采情况
巩义市米河镇双楼煤矿，开采方式为地下开采，始建于1997年。
该矿主要开采一1煤层，矿井开拓方式采用立井单水平（±0）上下山开拓，主、副井和风井均为立井，主井位于矿区南部，副井位于矿区西部，风井位于矿区东南部，井筒落底到一1煤层顶板，开采水平最深为-200m。
采煤方法为走向长壁式放炮落煤，
全部垮落法管理顶板。
该矿于2011年正式关闭。
（三）宏基煤矿开采情况
宏基煤矿现有生产矿井两对，其中十号井开采一1煤层，谷山井开采二1煤层。
十号井位于井田中部，煤层结构简单。
立井单水平开拓布置，分区分水平开采，为采区工作面走向后退式长壁式采煤法，炮采落煤，一次采全高。
该煤层基本采完。
谷山井采用综采分层开采采煤方法，
全部垮落法管理顶板。
该矿井为煤与瓦斯突出矿井，为了保证工作面的正常接替，采区还配备一个瓦斯抽采工作面。
该矿井目前只在-45m 水平设置轨道、胶带两条间距30m 平行布置的大巷，尚未正式开采。
三、工程地质条件
巩义市位于豫西黄土丘陵稳定性不均工程地质区，洛阳至郑州黄土岗状平原工程地质亚区。
其岩体主要为较坚硬的薄层状砂岩、页岩夹薄层石灰岩组，岩土软硬相间，岩体构造裂隙发育，力学强度具各向异性，一般沿片理方向、软弱夹层面强度降低，并易于风化开裂，抗压强度、抗剪强度垂向和水平方面差异显著，工程地质性质较差。
其土体类型主要为弱湿陷性黄土，工程地质性质较差。
四、勘察方法
本项目勘察方法主要有资料收集、地形测量、采空区调查、物探、工程钻探等。
通过收集拟建线路及周边煤矿的开发利用方案、储量报告、动态监测报告、初步设计或安全专篇等技术资料并进行分析，初步掌握了该区块内煤矿的开采情况和采空区的
作者简介：薛海峰（1982-），男，汉族，河南焦作人，工程师，毕业于中国地质大学（北京）
，现主要从事水工环地质勘察工作。
公路采空区的勘察和稳定性评价
薛海峰
（河南省地质环境勘查院，河南郑州
450051）
摘要：随着经济的发展，我国的公路建设工程也在逐年增加。
近几年，国家公路建设蒸蒸日上，新建公路、旧路翻新，每一年国家都在修建公路方面积极投入。
在修建公路的过程中，可能会受到地形地貌、自然条件以及采矿活动的影响，其中采矿对修路的影响最为严重。
地下开采的煤矿会产生采空区，采空塌陷是一个长期累积的过程，会严重破坏其上部的道路工程。
关键词：线路；采空区；勘察；稳定性评价
技术创新
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产业创新研究2019.7
分布情况。
对项目区进行1︰2000地形图测量，并以测量图件作为底图进行采空区调查，进一步核实煤矿采空区的形成时间、初步深度和范围。
通过大地音频测深的物探方法对重点调查区进行物探工作，要采用EH-4型连续电导率成像系统，通过对数据信息的采集和处理，根据不同岩性阻率不同来圈定异常区，本项目共圈定两处采空区，编号为CKQ1和CKQ2。
根据收集资料、野外调查及物探解释推断的采空区分布情况，通过工程钻探验证物探解释推断的采空区是否存在。
五、稳定性分析与评价
本项目主要采用地表移动变形预计法（概率积分法）。
地下矿体开采后，地表按一定规律形成塌陷盆地，在塌陷盆地范围内的不同位置将产生大小不同的沉陷变形。
六、开采沉陷对公路的影响
公路属于延伸长度大的线性构筑物，
同时一般设有桥梁、高架桥、隧道等构筑物，车辆的运行速度高、密度大、运量大，对开采沉陷损害极为敏感。
下面根据开采沉陷引起地表变形的特点及其危害性，分述沉陷对公路的损害。
（1）开采沉陷会引起路基稳定性损害，地表沉陷过程中拉伸、压缩、倾斜变形减小了路基的内摩擦力和内聚力，会引起路基承载能力下降，导致边坡滑移甚至滑坡灾害发生。
（2）地表下沉盆地内非均匀下沉会引起地表倾斜，地表横向倾斜引起路面、路基的横向倾斜，使车辆重心发生偏移，这种横向偏斜对高速行驶的车辆危害极大，特别是在弯道位置，横向倾斜破坏了车辆行驶的离心力与向心力的平衡状态，容易引起翻车事故。
（3）地表压缩变形会造成路面局部隆起，发生波浪起伏及路面与路基间的局部离层；地表拉伸变形还会引起公路路基、路面开裂破坏。
七、采空区地基稳定性评价
（一）采空区场地稳定性评价
CKQ1主要为宏基煤矿开采一1煤层形成，开采时间为
2003-2010年，开采顺序从北向南，该采空区呈北西—南东向分布，长度771-1330m，宽度约610m，面积约为747968.41m 2。
采空区最大倾斜值、曲率值和水平变形值分别为0.2851mm/m、0.0034mm/m 2和0.1430mm/m，远小于采空区场地地基允许变形值标准判断，该采空区对拟建线路路基稳定性影响较小，在后期施工中做好对该区域的变形监测。
CKQ2为双楼煤矿开采一1煤层，主要开采时间为2005年。
主要分布在拟建线路K4-200~K4-900段南部，该采空区呈近南北向分布，长度450-670m，宽度约310m，面积约为214837.16m 2，该采空区最大倾斜值、曲率值和水平变形值分别为0.2192mm/m、0.0025mm/m 2和0.1100mm/m，远小于采空区场地地基允许变形值标准判断。
因此该采空区对拟建线路路基稳定性影响较小，在后期施工中做好对该区域的变形监测。
（二）桥梁地基稳定性评价
拟建线路设计有四座桥梁，自东向西分别为架子沟中桥、反坡河大桥、程寨西沟中桥和汜水河大桥。
根据对拟采区的计算可知，在宏基煤矿和富堡煤矿完全开采后，架子沟中桥采动损坏为
Ⅳ级，反坡河大桥采动损坏为Ⅰ~Ⅱ级，程寨西沟中桥采动损坏为Ⅳ级，汜水河大桥采动损坏为Ⅰ~Ⅳ级。
八、结论和防治措施建议
综合分析判定，拟建线路穿过富堡煤矿和宏基煤矿未采区，线路压覆富堡煤矿二1煤、
一1煤和宏基煤矿二1煤。
采空区场地稳定性评价表明，富堡煤矿完全开采后采空区场地稳定性等级为不稳定，宏基煤矿采空区（CKQ1）和双楼煤矿采空区（CKQ2）场地稳定性等级为稳定，拟建工程将受Ⅰ级采动影响。
公路线路及其建（构）筑物需采取抗变形技术措施和安全监测技术措施。
建议建设方与矿方签订压矿协议，今后严禁在拟建工程下方及影响范围内进行采矿活动。
在设计、建设、运行时，应对公路线路采取设置变形缝、监测维修、限速等技术措施。
在线路弯道处限制车辆行驶速度。
对于采动影响区内的桥梁及立交桥必须采取抗变形技术措施，并设置观测站，随时根据移动变形情况作相应的调整维修。
九、结语
本项目采用丰富的勘察手段基本查明了区内采空区的分布情况，并对其进行稳定性计算评价，基本达到了预期的目的。
通过该项目的实施也为同类项目提供了一套具体明确的工作手段和稳定性计算评价方法。
通过项目实施也为拟建道路的治理设计提供科学依据和基础参数，对保证道路工程的施工安全和运
行安全具有重要的意义。
图1
S233至S315连接线（荥巩界至口头段）采空区分布图
技术创新
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