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煤矿采空区岩土工程勘察设计相关术语

煤矿采空区属于隐蔽、复杂、地表变形范围大、容易引发地质灾害的不良场地,对地面工程建设危害性很大,煤矿采空区问题是世界性难题。煤矿采空区工程勘察、设计和施工不但技术复杂,而且涉及的法律法规和行业规范较多。我国采空区建设已经历了十几年的历程,在煤矿采空区的勘察、设计、施工等方面积累了一定的经验,但还未形成系统的技术标准。各地区、各行业对煤矿采空区的勘察、稳定性评价、处治设计、施工和检测等方面的认识,因煤矿采空区的类型、规模及开采条件的不同,存在较大的差别。因此,有必要制定煤矿采空区岩土工程勘察规范,认真贯彻国家有关防灾减灾的法规,在面对煤矿采空区问题时做到有章可循、有法可依,帮助工程技术人员有针对性的布置岩土工程勘察的工作范围、工作重点及工作量,指导和服务于煤矿采空区工程建设的全过程,确保煤矿采空区工程建设的质量和运营使用安全。在制定煤矿采空区岩土工程勘察方案、选择勘察手段和方法、进行岩土工程分析评价、提出勘察报告以及在建设期间的全过程都应做到技术先进、经济合理、保护环境。

随着工程建设发展和外扩,土地资源越来越紧缺,原来的煤矿采空区可能成为未来的工程建设中心,工业与民用建筑工程建设已无法避让煤矿采空区。煤矿采空区岩土工程的业务范围很广,行业种类较多,本规程的勘察适用范围也较广,一般土木工程勘察项目都适用,但对水利、铁路、公路和桥隧等工程,由于专业性强,技术上有特殊要求,因此,上述工程的岩土工程勘察可结合自身专业特点参照使用。

先勘察、后设计、再施工,是工程建设必须遵守的程序。岩土工程勘察的任务,除了应正确反映场地工程地质条件外,对于场地及其附近存在对工程安全和环境保护的威胁很大的不良地质作用和地质灾害也必须精心勘察、精心分析评价,判定其作为工程场地的适宜性,并提出工程处理措施建议。

由于煤矿采空区特有的复杂性,在煤矿采空区勘察过程中,应积极采用成熟可靠的新技术、新工艺,不断提高煤矿采空区工程建设的勘察水平,做到技术先进、经济合理。另外,在进行采空区岩土工程勘察时,常因工作特点对周边自然环境、居民的生产与生活等产生影响;而赋存于煤矿采空区中的空洞、有毒(害)气体会对工作人员和机具的安全造成威胁。

1 煤矿采空区  coal mine goaf

狭义的煤矿采空区指地下煤炭资源开采空间。本规范也指地下开采空间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区域及范围。

2 回采率 ratio of recovery; extraction rate

所开采煤层矿产采出量占工业储量的百分比。

3 采深采厚比 ratio of mining depth and cutting height

煤层开采深度与法向开采厚度的比值。

4 保护煤(岩)柱 safety pillar

为了保护建(构)筑物、水体、铁路及主要井巷,在其下方按一定规则和方法设计保留不采的煤层和岩层区段。

5 围护带 safety berm

设计保护煤(岩)柱划定地面受护物范围时,为安全起见沿受护物四周所增加的带形面积。

6 采动边坡 mining slope

位于采空区采动影响范围内的边坡。

7 老采空区 old mined-out area

已停止开采且地表移动变形衰退期已结束的采空区。

8 新采空区 new mined-out area

正在开采或虽已停采但地表移动变形仍未结束的采空区。

9 未来(准)采区 preparatory mining area

已规划设计,尚未开采的采区。

10 小窑采空区 small mine gob area

指采空范围较窄、开采深度较浅、采用非正规开采方式开采、以巷道采掘并向两边开挖支巷道、分布无规律或呈网格状、单层或多层重叠交错、大多不支撑或临时简单支撑、任其自由垮落的采空区。

11 浅层采空区 shallow mined-out area

采深小于50m或采深大于等于50m、小于200m且采深采厚比H/M小于30的采空区。

12 中深层采空区 middle-deep mined-out area

采深大于等于50m、小于200m且采深采厚比H/M 大于等于30或采深大于等于200m、小于300m且采深采厚比H/M小于60的采空区。

13 深层采空区 deep mined-out area

采深大于等于300m或采深大于等于200m、小于300m且采深采厚比H/M大于等于60的采空区。

14 水平(缓倾斜)采空区 level (gently inclined)mined-out area

煤层水平或倾角小于15°的采空区。

15 倾斜采空区 inclined mined-out area

煤层倾角介于15°~55°的采空区。

16 急倾斜采空区 acute inclined mined-out area

煤层倾角大于55°的采空区。

17 长壁式开采 longwall mining

采煤工作面长度一般在60m以上的开采,分走向长壁开采和倾斜长壁开采。

18 短壁式开采 shortwall mining

采煤工作面长度一般在60m以下的采煤方法。

19 房柱式开采 room and pillar extraction

在煤层中开掘一系列煤房,采煤在煤房中进行,保留煤柱支撑上覆岩层的一种开采方式。

20 条带式开采 strip extraction

将开采区域划分成规则条带,采一条、留一条,以保留煤柱支撑上覆岩层的一种开采方式,分充填条带和非充填条带。

21 充填开采 extraction with back stowing

在采空区内充填水、砂、矸石、粉煤灰等充填物的一种开采方式。

22 充分采动 critical mining

地表最大下沉值不随采区尺寸增大而增加的临界开采状态。

23 非充分采动 subcritical mining

地表最大下沉值随开采范围增大而增加的开采状态。

24 超充分采动 supercritical mining

地表最大下沉值不随开采范围增大而增加的,且超出临界开采的状态。

25  松散层 loose layer

第四系、新近系未成岩的沉积物,如冲积层、洪积层、残积层等。

26 垮落带 caving zone

由采煤引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的范围。

27 断裂带 fractured zone

垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝,但仍保持其原有层状的岩层范围。

28 弯曲带 sagging zone

断裂带上方直至地表产生弯曲的岩层范围。

29 地表移动 surface movement; ground movement

因采矿引起的岩层移动波及地表而使地表产生移动、变形和破坏的现象和过程。

30 地表移动盆地 subsidence basin

由采矿引起的采空区上方地表移动的整体形态和范围。

31 地表移动盆地边界 boundary of subsidence basin

地表受开采影响的边界,一般以下沉10mm确定。

32 移动盆地主断面 major section of subsidence basin

与开采边界方向垂直并通过移动盆地最大下沉点的竖向断面。

33 地表下沉值 surface subsidence value

地表点移动向量的竖直分量。

34 地表水平移动值 surface displacement value

地表点移动向量的水平分量。

35 地表倾斜 surface tilt

地表两相邻点下沉值之差与其变形前的水平距离之比。

36 地表水平变形 surface deformation

地表两相邻点水平移动值之差与其变形前的水平距离之比。

37 地表曲率 surface curvature

地表两相邻点倾斜差与其变形前的水平距离之比。

38 下沉速度 subsidence velocity

地表点两次观测的下沉差与其观测的时间间隔之比。

39 地表移动延续时间 lasting time of surface movement

一定区域开采条件下,从地表最大下沉点下沉10mm时开始到连续6个月内累计下沉小于30mm的整个时间。

40 边界角 limit angle;boundary angle

在充分或接近充分采动条件下,地表移动盆地主断面上的边界点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

41 移动角 angle of critical displacement

在充分或接近充分采动条件下,移动盆地主断面上,地表最外边的临界变形(倾斜i=±3mm/m,曲率K=+0.2×10-3/m,水平变形ε=+2mm/m)点和采空区边界点连线与水平线在煤壁一侧的夹角。

42 下沉系数 subsidence factor

水平或近水平煤层充分采动条件下,地表最大下沉值与采厚之比。

43 水平移动系数 displacement factor

水平或近水平煤层充分采动条件下,地表最大水平移动值与地表最大下沉值之比。

44 主要影响半径 main influence radius

在充分采动条件下,主断面上下沉值为0.0063倍最大下沉值的点与同侧下沉值为0.9937倍最大下沉值的点的水平距离的1/2。

45 主要影响角正切 tangent of main influence angle

开采深度与主要影响半径之比。

46 拐点偏移距 deviation of inflection point

自下沉曲线拐点在地表面上投影点按影响传播角作直线与煤层相交,该交点与采空区边界沿煤层方向的距离。

47 影响传播角 influence transference angle; effective transference angle

在地表移动盆地倾向主断面上,按拐点偏移距求得的计算开采边界和下沉曲线拐点在地表面上投影点的连线与水平线在下山方向的夹角。

48 概率积分法 probability integration method

以正态概率函数为影响函数的地表移动预计方法。

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