某煤矿采空区治理设计文件

本页面为作品封面，下载文档后可自由编辑删除！精品文档第一章概况第一节任务来源为改善广大职工居住生活条件，晋城蓝焰煤业股份有限公司决定新建公共租赁房住宅小区，项目用地位于晋城市泽州县下村镇岳南村，公共租赁房住宅小区由包括14幢住宅楼及相关配套设施组成，各建筑物基本情况见表1-1。表1-1建筑物概况一览表建筑物名称长(m)宽(m)地上层数地下层数结构形式基础形式基础埋深(m)基底压力(kPa)整平标高(m)基底标高(m)1号楼39.514.561框架筏片2.5120835.50833.002号楼39.514.561框架筏片2.5120835.38832.883号楼39.514.561框架筏片2.5120835.22832.724号楼39.514.561框架筏片2.5120835.10832.605号楼39.514.561框架筏片2.5120834.98832.486号楼39.514.561框架筏片2.5120834.86832.367号楼39.514.561框架筏片2.5120834.70832.208号楼39.514.561框架筏片2.5120834.60832.109号楼39.514.561框架筏片2.5120834.72832.2210号楼57.015.5111框架筏片3.5220835.45831.9511号楼57.015.5111框架筏片3.5220835.60832.1012号楼57.015.5111框架筏片3.5220835.75832.2513号楼57.015.5111框架筏片3.5220839.62836.1214号楼38.215.5111框架筏片3.5220837.50834.00幼儿园52.09.231框架条形2.5100835.22832.72综合服务楼33.825.231框架条形2.5100834.86832.36市政服务中心39.01821框架条形2.580834.60832.10根据物探资料及钻探验证说明书，本工程建设用地局部处于沁水煤田3#煤采空区范围内，为确保拟建建（构）筑物的安全，受晋城蓝焰煤业股份有限公司的委托，根据国家相关规范、规程及技术要求，同时结合我单位采空区治理设计的经验对本工程范围内的采空区治理区域进行合理的设计。第二节采空区治理的必要性依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）5.5.7条的规定：“对次要建筑且采空区采深采厚比大于30，地表已经稳定时可不进行稳定性评价；当采深采厚比小于30时，可根据建筑物的基底压力、采空区的埋深、范围和上覆岩层的性质等评价地基的稳定性，并根据矿区经验提出处理措施的建议”。依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012），本工程拟建建（构）筑物均为一般～重要建筑物。依据物探资料及钻探验证说明书，本工程3#煤埋深在82m左右，煤层采高平均厚度5.5m左右，求得其采深采厚比在15.0左右。综上所述，拟建建（构）筑物为一般～重要建筑物，其存在采空区采深采厚比小于30，本工程为多层及小高层住宅小区，其存在的3#煤采空区为上部建（构）筑物的不稳定因素，为确保上部建筑物的安全，必须对其治理。第三节设计目的及任务本次设计的目的及任务是选择安全可靠、经济合理的方案，对晋城蓝焰煤业股份有限公司公共租赁房住宅小区建设用地下伏采空区进行治理。使治理后的场地能满足上部建（构）筑物的地基稳定性的要求。第四节交通位置及地质环境一、交通位置设计区位于山西省晋城市泽州县下村镇岳南村，毗邻省道S332公路，交通极为便利（详见图4-1）。二、气象设计区属属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，夏秋湿润多雨春冬干燥寒冷。据泽州县气象局1956年～2001年观测资料，本区多年平均气温10.9℃，月平均1月份最低为－3.8℃，7月份最高为24℃；多年平均降水量616.8mm，最大年降水量为1014.4mm(1956年)，最小年降水量为265.7mm(1997年)，最大日降水量为176.4mm(1956年7月30日)，最大时降雨量为59.2mm，历年来一次最大降水量为114.2mm(1998年8月21日)。降水的特点是：①年平均降水量略高于全省平均降水量(400～650mm)，是全省平均降水量的1.17倍；②年平均降水量略高于周边高平市，但与陵川、沁水、阳城持平；③降水主要集中于每年的7～9月份，约占全年降水量的70%；④县境内由北向南，由西向东降水量逐渐增大。多年平均蒸发量为1009.6mm，是多年平均降水量的1.6倍。三、水文泽州县境内河流分属于黄河水系和海河水系。沁河是区内最大河流，它发源于沁源县二朗神沟，经安泽、沁水至阳城与泽州县的交界处流入河南省境内，全长450km，流域面积12800km2，多年平均流量为43.664m3/s。属沁河支流的有丹河和长河。丹河是县境内的主要河流，发源于高平市琉璃山丹株岭，经高平、泽州在河南沁阳县汇入沁河，流域面积3150km2，全长162km，泽州县境内长87km，沿途建有任庄、青天河水库和郭壁提水工程，以小会为界，上游为季节性河流，下游为常年性河流。属丹流的有巴公河、北石店河、许河、东丹河和白水河，均为季节性河流。长河发源于泽州县五圣山南麓，在赵良村汇入沁河，全长58.15km，流域面积317km2，多年平均流量为0.463m3/s。东大河属海河水系，发源于陵川县鱼池村，在泽州县西角村出境，流域面积176km2，全长为31.9km。其含水层组共有以下几类：（一）松散岩类孔隙水主要分布于巴公、北石店、城关和南村等山间盆地与丹河、长河河谷地带。含水层岩性为全新统和上更新统砂砾石。在山间盆地区，含水层厚度一般2～5m，埋深20～45m，由于采煤活动改变和破坏了当地的水文地质条件，含水层呈逐渐疏干趋势，一般水量贫乏，标准井涌水量小于100m3/d。水化学类型为H·S—C·M型或S·H—C型，矿化度一般小于0.5g/L，但在城关、北石店、巴公盆地区矿化度达0.65～1.42g/L。大气降水是盆地区孔隙水最主要的补给来源，在长河谷地除接受降水入渗补给外，还接受西部砂页岩裂隙水的侧向径流补给。地下水径流方向与地形倾伏方向基本一致，向盆地中心汇流，向长河、丹河及其支流河谷低凹地带径流。排泄方式除人工开采外，主要是补给下伏裂隙水或岩溶水，在川底一带还排泄于地表。（二）碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水主要分布于山间盆地、长河谷地及低山丘陵区。含水岩组主要为石炭系山西组和太原组。含水层为数层砂岩及所夹的5～7层灰岩，灰岩层自下而上依次称K1～K7，其中K1、K5灰岩分布稳定，是主要的含水层。下伏本溪组灰色铝土页岩构成区域相对隔水层。据开采井调查资料，标准井涌水量大都在100～1000m3/d，局部可达3000m3/d。山区泉水流量一般小于1.0L/s。裂隙水水化学类型一般为H·S—C型，矿化度0.5g/L。盆地、丘陵区裂隙水补给来源主要是上覆第四系孔隙水的渗透，排泄方式为人工开采、矿山疏干及沿构造裂隙向下入渗补给奥陶系中统岩溶水；山区接受降水入渗补给，沿层间裂隙向岩层倾斜方向流动，大部分以泉的形式排泄。（三）碳酸盐岩类岩溶水境内大部分地段均有分布。包括奥陶系中统和寒武系中统两个含水岩组，奥陶系下统和寒武系上统为区域相对隔水层。含水层岩性为奥陶系中统上、下马家沟组灰岩及寒武系中统张夏组鲕状白云质灰岩。奥陶系中统灰岩质纯，岩溶较发育。寒武系中统灰岩白云质含量较高，岩溶不发育，以裂隙导水为主，严格讲地下水类型为裂隙岩溶水或裂隙水。岩溶水富水性极不均匀。南村盆地、长河谷地及北义城、鲁村一带中奥陶岩溶水井标准涌水量小于566m3/d，而调查区中部城关盆地、巴公盆地、北石店盆地及李庄～水东一带中奥陶岩溶水标准井涌水量在2500m3/d以上，局部可大于10000m3/d；寒武系中统含水岩组，一般埋藏深，仅在深切河谷的局部出露地表，我院近年在郭壁丹河河谷施工9眼寒武系岩溶水井，其中3眼为自流井，自流水头7～10m，最大自流量4000m3/d，最小自流量130m3/d，反映了其裂隙导水的不均匀性。该含水岩组目前未充分利用，调查区南部的三姑泉，出露于张夏组鲕状灰岩中，流量3.5m3/s。岩溶水水化学类型一般为H—C·M型，矿化度0.3～0.5g/L，水质良好。该类水目前已成为晋城城市供水和工矿企业的主要供水水源。该类水主要接受大气降水入渗补给，上覆含水层水越流补给，水库和河道地表水渗漏补给及断裂构造传导补给，以人工开采，向区外侧向径流及泉的方式排泄。（四）地下水位情况根据《晋城蓝焰煤业股份有限公司公共租赁房住宅小区岩土工程勘察报告》（以下简称《勘察报告》太原市兴华岩土工程勘察质量检测有限公司，2012年11月12日），设计区地下水位大于20.0m左右，水文地质条件简单。（五）采空区积水情况根据附近煤矿相关资料，设计区下伏采空区局部存在积水，具体积水量情况不明。四、地形地貌设计区场地西北高、东南低，据《勘察报告》，设计区高程介于830.00m～844.60m之间，最大高差11.6m，设计区场地地貌单元属冲洪积平原。五、地质构造设计区位置处于华北地台吕梁－太行断块的东南部，即太行山隆起与太岳隆起间晋东南台凹的南部，区域构造表现出一种以各项构造形迹复合、联合形成的复杂构造轮廓。晋东南山字型构造脊柱、新华夏晋-获褶断带及其晋城挽近盆地为区域主要构造形迹。晋-获褶断带呈NNE向展布，南起山西省晋城市南，北抵河北省获鹿，主要由褶皱和断裂两种构造类型组成；延长达数百公里，宽度为几至几十公里，褶断带总体走向NE20°～25°，呈明显的线状延伸。构造带位于场区东部，距设计区较远，对设计区影响小。根据附近煤矿地质资料表明，场地岩层倾角约5°。第五节工程地质条件一、区域地质条件根据地层岩性组合特征及物理力学性质将区内岩土体划分为6类，其主要地层由老至新叙述如下：（一）中～厚层中等岩溶化坚硬夹软弱灰岩岩组(∈+O)主要分布于境内东部和南部的柳树口镇、高都镇、北义城镇、土河镇、大箕镇、晋庙铺镇、李寨乡和南岭乡，北部有零星出露。由古生界寒武系、奥陶系碳酸盐岩组成。主要岩性为中厚层状致密坚硬灰岩、白云岩、鲕状灰岩及软弱泥灰岩，角砾状泥灰岩。其中灰岩、白云岩干抗压强度80～130MPa，软化系数0.66～0.88，泥灰岩、角砾状泥灰岩软化系数0.36～0.6。（二）薄层夹中厚层状软弱夹坚硬泥页岩、煤层夹砂(灰)岩岩组(C)主要出露于泽州县金村、大箕、犁川、大东沟、山河和柳树口等地，其它地段零星出露。主要岩性为厚层状灰白色长石石英砂岩、灰色灰岩夹薄层状泥岩、页岩及煤层，底部为铝土岩、山西式铁矿。该岩类干抗压强度100～1000kg/cm2，软化系数0.30～0.70。据钻孔勘探资料，强风化深度一般2～3m，最深可达5.2m，其中以泥岩、页岩，煤的抗风化力最弱。灰岩的岩石物理力学指标：干容重为2.59～2.66kg/cm3，饱和极限抗压强度71.2～137.9MPa。地基承载力标准值500～1000KPa，砂岩30～400KPa，泥页岩200～300KPa，煤为100～160KPa。该岩组中的3#、9#、15#煤是可规模开采的煤层。（三）互层状软硬相间砂页岩岩组(P1x、P2s)出露于境内西部长河一带及龙王山、晋普山、方山、水山岭等中低山区，岩性主要为上、下石盒子组砂岩、泥岩、砂质泥岩、页岩，砂岩与泥页岩相间分布，呈互层状，层理发育。该岩类干抗压强度40～150MPa，饱和抗压强度15～80MPa，软化系数0.38～0.65，砂岩坚硬性脆，泥页岩软弱，易风化。（四）粘性土类单层土体(N2、Q2)广泛分布于盆地区和丘陵边缘。该岩类以褐红色、棕红色粘土、粉质粘土为主，富含钙质结核，钙质结核成层性较好，一般分布有3～5层。据钻孔样品测试：粘土、粉质粘土的天然含水量16.8～29.3%，天然密度1.86～2.09g/cm3，比重2.71～2.74，塑性指数10.2～16.8%，液性指数0.9～＜