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摘 要通过对采空区区域岩层的地质条件的系统勘测，全面掌控采空区的岩体组成、划分、结构面、岩层类型、稳定性等多种基础资料。为更加合理的制定综合治理的方案和措施提供必要的依据，也为今后的生产提供了资料。
关键词采空区；采空区勘测；调查措施；结果分析
中图分类号TD文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)091-0154-01
1采空区的工程地质调查的意义
我国适应矿藏开采量巨大的国家，因此其形成的采矿区也十分巨大，如：仅煤炭的开采形成的采空区在2007年时就达到了近8000km2，而且此种情况仍有愈演愈烈的趋势。随着近些年持续发展的理念不断深入，矿区的生产和建设也在不断的发展，同时开发面积断增加。此时矿区的生产和安全性维护都需要对采空区进行勘察，以此保证工程建筑的安全性和地区发展安全的保证。在此双方面的需求下，采空区的地质勘测就成为了矿区发展的重要前提。
2采空区地质勘测的使用技术
2.1物探技术
物探技术的措施很多，最为主要的有：瞬变电磁法。此种方法 属于时间域电磁勘测法，是利用阶跃波形顶层脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场，同时在一次场断电时，测量由地下地质结构产生的感应电磁场的随时间的变化，此次来寻找各种地质目标，是一种地球物理的勘测方式。此种技术从20世纪80年代开始进入到推广阶段，并成为了一种新型的物探技术。
2.2钻探技术
在物探技术的基础上进行钻探勘测，使用的钻探技术是一种较为直观的勘测技术。主要的目的就是利用钻探勘测直接探明采空区的分布、地质、水文等情况。其直观的通过岩样进行理化分析，从而获得采空区的岩层性质。
2.3 视频勘测
此种方法是利用直接的视频系统对采空区的地下情况进行探查。其目的就是获取采空区岩层破坏情况的直观资料。具体的技术是彩色钻孔电视勘测，其设备构成有：探头、控制装置、绞车设备、长电缆、计数装置。摄像头自带光源并防水，可以利用钻孔进入到岩层深处进行观测，记录岩性、破碎情况、暗河、水位等基本信息。
3采空区结构地质情况的调查
针对大尺度采空区的工程地质调查，本文以某地区的采空区治理为例，针对其特定的区域进行了调查和分析，下面就分析过程进行简要的介绍。
3.1调查的项目和措施
这对该区域的围岩和矿岩就行了节理、裂缝、规模、密度、地质形态等进行了现场的勘测和资料采集。项目包括以下几项：
1）岩层节理，即节理面在空间上的形态，并利用倾角和倾向进行表明，其统计的结果利用相应的图表进行记录。
2）节理间距勘测，利用岩层的裂缝和岩体单元的大小对节理的距离进行勘测和标注。
3）节理的长度，对节理沿着裂缝所伸展的长度进行勘测。
4）节理的密度、裂缝方向和趋势等进行勘测和密度换算等。
调查主要集中在该区域的265m、285m等两个中段巷道中完成。每次采用勘测的距离为30m，密度确定则为5m。按照侧线技术和体积密度法，利用简单的皮尺和罗盘对节理的基本状况进行了勘测，将节理产状、填充物性质、形状、地下水特征等进行了测量和记录。
3.2岩体结构类型分析
在调查完成后，总结分析表明矿区发育的结构面主要是一种原生结构面和构造结构面，在构造结构面中节理、裂缝是主导结构，分布广泛，正在不同的岩组中其不利结构有下几种：
1）一级结构。此结构为矿区控制性结构，是矿区地应力的边界区域，对矿山工程的稳定性没有直接的干扰和影响。
2）二级结构。此类断层分类是以断裂和褶皱轴向斜向交叉，部分几乎垂直，切割第一组断层。倾斜角度大通常超过了70°，以平移性质为主体，是正断层。此类结构在该区域的分布较广，长度达到了数公里，因此是对矿山工程影响较大的一种不利结构。
3）三级结构。是矿区的次级构造，处在发育中期。是关系到该区域采空区岩层稳定的重要结构面。该层面的层间断层发育在矿区的重点位置，发生在中泥盆统上部，即上泥盆的底部。其破碎的情况较为严重，此结构面伴随区域的褶皱挤压形成，而且活动现象频繁。
4）四级结构。此结构划分为节理，其广泛分布在各个区域，延长的长度较为有限，通常为20m上下。通常矿岩中发育的节理：为一种闭合状态的节理，通常没有填充物，较为干燥没有地下水的影响。而在其岩组中发育的机理，大多数含有泥质填充，同时存在地下水对其的影响，节理面的力学强度差，抗滑能力低。在分类为四级的结构中岩体发育的密度、组数或者形成的结构块度、形状等，对岩体强度的影响较大。对于坚硬的岩石组而言节理的情况将直接影响了岩体的强度。
3.3岩层结构分析
1）整块状结构体（块状结构）。构造特征：岩性较为均匀、单一，变形情况复杂轻微到严重具有发生，存在破碎带但是没有发育。结构形状：块状或者菱形块状。主要结构面：其中以四级和部分三级结构为主，通常以两组结构面发育为主要形态，结构面多呈现微小裂缝，粗糙，部分带有泥质填充物，节理密度和分散指数较小，破碎带没有发育。工程地质评估：岩体完整性好，岩体相对稳定，岩层变形和破坏得到了控制，特别是受到软性结构的控制，结构面的产状和组合的关系使得其出现少量不稳定块体，即局部失稳，代表岩组为矿岩、白云岩、礁灰岩等岩组。
2）碎裂结构（层状碎裂）。构造特征：构造出现强烈的变形，并伴有些列平行的层里面、节理裂缝、软弱的发育带。形状：岩层和破碎带的相互交错。主要结构面：集中在四级结构面上，是软弱层间错动带发育形成的。工程地质评价：破坏变形受到软弱结构面的控制，其强度较低，稳定性差，地下渗水的作用明显，其代表的岩组为泥灰岩组等。
4岩体质量的综合评价
4.1利用RMR评价
在实测中参与评价的有六种因素，岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理性质、地下水文、节理产状、轴向关系。结合对4号矿区整体评价和岩层性质的采集，其结果为表1。
4.2Q系统的分级
利用Q系统分级的方式，结合前面的RMR分级措施，并通过相应的计算公式进行整合分析，得出的结果如表2。
4.3分析结果的关联性分析
在利用RMR和Q系统对整个采空区进行分析后，得到了相应的结果。其形成的是一种对岩层情况的综合反映，体现了采空区的工程地质性质。而二者之间也存在着必然的联系 。因此在研究和分析中研究人员利用二者的分析结果进行了回归分析，并获得了相应的参数，以此反映工程地质的具体等级，从而指导生产。
5结束语
矿区因为特殊的生产形式，其稳定性是一项复杂的研究对象。影响其稳定的因素往往多为非地质因素，在原有的基础上人为的开采和施工都会对地质条件产生较大的破坏。因此在矿山生产中应当注重对采空区的工程地质调查和评价，以此获得第一手资料并用于今后的生产指导。
参考文献
[1]王志刚,刘晓林,张永央.对煤矿采空区工程地质评价与技术分析[J].河南水利与南水北调,2010,08.
[2]时环生.铁路沿线的煤矿采空区的稳定性评价[J].铁道勘察,2008,02.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词采空区；采空区勘测；调查措施；结果分析
中图分类号TD文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)091-0154-01
1采空区的工程地质调查的意义
我国适应矿藏开采量巨大的国家，因此其形成的采矿区也十分巨大，如：仅煤炭的开采形成的采空区在2007年时就达到了近8000km2，而且此种情况仍有愈演愈烈的趋势。随着近些年持续发展的理念不断深入，矿区的生产和建设也在不断的发展，同时开发面积断增加。此时矿区的生产和安全性维护都需要对采空区进行勘察，以此保证工程建筑的安全性和地区发展安全的保证。在此双方面的需求下，采空区的地质勘测就成为了矿区发展的重要前提。
2采空区地质勘测的使用技术
2.1物探技术
物探技术的措施很多，最为主要的有：瞬变电磁法。此种方法 属于时间域电磁勘测法，是利用阶跃波形顶层脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场，同时在一次场断电时，测量由地下地质结构产生的感应电磁场的随时间的变化，此次来寻找各种地质目标，是一种地球物理的勘测方式。此种技术从20世纪80年代开始进入到推广阶段，并成为了一种新型的物探技术。
2.2钻探技术
在物探技术的基础上进行钻探勘测，使用的钻探技术是一种较为直观的勘测技术。主要的目的就是利用钻探勘测直接探明采空区的分布、地质、水文等情况。其直观的通过岩样进行理化分析，从而获得采空区的岩层性质。
2.3 视频勘测
此种方法是利用直接的视频系统对采空区的地下情况进行探查。其目的就是获取采空区岩层破坏情况的直观资料。具体的技术是彩色钻孔电视勘测，其设备构成有：探头、控制装置、绞车设备、长电缆、计数装置。摄像头自带光源并防水，可以利用钻孔进入到岩层深处进行观测，记录岩性、破碎情况、暗河、水位等基本信息。
3采空区结构地质情况的调查
针对大尺度采空区的工程地质调查，本文以某地区的采空区治理为例，针对其特定的区域进行了调查和分析，下面就分析过程进行简要的介绍。
3.1调查的项目和措施
这对该区域的围岩和矿岩就行了节理、裂缝、规模、密度、地质形态等进行了现场的勘测和资料采集。项目包括以下几项：
1）岩层节理，即节理面在空间上的形态，并利用倾角和倾向进行表明，其统计的结果利用相应的图表进行记录。
2）节理间距勘测，利用岩层的裂缝和岩体单元的大小对节理的距离进行勘测和标注。
3）节理的长度，对节理沿着裂缝所伸展的长度进行勘测。
4）节理的密度、裂缝方向和趋势等进行勘测和密度换算等。
调查主要集中在该区域的265m、285m等两个中段巷道中完成。每次采用勘测的距离为30m，密度确定则为5m。按照侧线技术和体积密度法，利用简单的皮尺和罗盘对节理的基本状况进行了勘测，将节理产状、填充物性质、形状、地下水特征等进行了测量和记录。
3.2岩体结构类型分析
在调查完成后，总结分析表明矿区发育的结构面主要是一种原生结构面和构造结构面，在构造结构面中节理、裂缝是主导结构，分布广泛，正在不同的岩组中其不利结构有下几种：
1）一级结构。此结构为矿区控制性结构，是矿区地应力的边界区域，对矿山工程的稳定性没有直接的干扰和影响。
2）二级结构。此类断层分类是以断裂和褶皱轴向斜向交叉，部分几乎垂直，切割第一组断层。倾斜角度大通常超过了70°，以平移性质为主体，是正断层。此类结构在该区域的分布较广，长度达到了数公里，因此是对矿山工程影响较大的一种不利结构。
3）三级结构。是矿区的次级构造，处在发育中期。是关系到该区域采空区岩层稳定的重要结构面。该层面的层间断层发育在矿区的重点位置，发生在中泥盆统上部，即上泥盆的底部。其破碎的情况较为严重，此结构面伴随区域的褶皱挤压形成，而且活动现象频繁。
4）四级结构。此结构划分为节理，其广泛分布在各个区域，延长的长度较为有限，通常为20m上下。通常矿岩中发育的节理：为一种闭合状态的节理，通常没有填充物，较为干燥没有地下水的影响。而在其岩组中发育的机理，大多数含有泥质填充，同时存在地下水对其的影响，节理面的力学强度差，抗滑能力低。在分类为四级的结构中岩体发育的密度、组数或者形成的结构块度、形状等，对岩体强度的影响较大。对于坚硬的岩石组而言节理的情况将直接影响了岩体的强度。
3.3岩层结构分析
1）整块状结构体（块状结构）。构造特征：岩性较为均匀、单一，变形情况复杂轻微到严重具有发生，存在破碎带但是没有发育。结构形状：块状或者菱形块状。主要结构面：其中以四级和部分三级结构为主，通常以两组结构面发育为主要形态，结构面多呈现微小裂缝，粗糙，部分带有泥质填充物，节理密度和分散指数较小，破碎带没有发育。工程地质评估：岩体完整性好，岩体相对稳定，岩层变形和破坏得到了控制，特别是受到软性结构的控制，结构面的产状和组合的关系使得其出现少量不稳定块体，即局部失稳，代表岩组为矿岩、白云岩、礁灰岩等岩组。
2）碎裂结构（层状碎裂）。构造特征：构造出现强烈的变形，并伴有些列平行的层里面、节理裂缝、软弱的发育带。形状：岩层和破碎带的相互交错。主要结构面：集中在四级结构面上，是软弱层间错动带发育形成的。工程地质评价：破坏变形受到软弱结构面的控制，其强度较低，稳定性差，地下渗水的作用明显，其代表的岩组为泥灰岩组等。
4岩体质量的综合评价
4.1利用RMR评价
在实测中参与评价的有六种因素，岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理性质、地下水文、节理产状、轴向关系。结合对4号矿区整体评价和岩层性质的采集，其结果为表1。
4.2Q系统的分级
利用Q系统分级的方式，结合前面的RMR分级措施，并通过相应的计算公式进行整合分析，得出的结果如表2。
4.3分析结果的关联性分析
在利用RMR和Q系统对整个采空区进行分析后，得到了相应的结果。其形成的是一种对岩层情况的综合反映，体现了采空区的工程地质性质。而二者之间也存在着必然的联系 。因此在研究和分析中研究人员利用二者的分析结果进行了回归分析，并获得了相应的参数，以此反映工程地质的具体等级，从而指导生产。
5结束语
矿区因为特殊的生产形式，其稳定性是一项复杂的研究对象。影响其稳定的因素往往多为非地质因素，在原有的基础上人为的开采和施工都会对地质条件产生较大的破坏。因此在矿山生产中应当注重对采空区的工程地质调查和评价，以此获得第一手资料并用于今后的生产指导。
参考文献
[1]王志刚,刘晓林,张永央.对煤矿采空区工程地质评价与技术分析[J].河南水利与南水北调,2010,08.
[2]时环生.铁路沿线的煤矿采空区的稳定性评价[J].铁道勘察,2008,02.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文