摘要：由于矿山开采导致采空区居民房屋及其它附属设施不同程度的房架子侧倒，墙体裂缝、基础下沉，使附近地质环境条件变得极其恶劣，严重的威胁着区内居民的正常生产、生活。因此，煤矿区采煤沉陷综合治理工程势在必行。
关键词：塌陷区；勘查
一、工程概况
辽宁省凤城市爱阳镇煤矿区煤炭资源开采历史悠久，上个世纪20年代已进行开采，大量私挖乱掘导致地下采空区分布广泛。采空区严重的威胁着区内居民的正常生产生活。近年来，地面沉陷涉及到的各村庄联名请愿上访，由此引发的社会不稳定事件时有发生，煤矿区采煤沉陷综合治理工程势在必行。
1.1自然地理
1.1.1、气象
项目区属北温带湿润区大陆性季风气候，最高温度37.3℃，最低温度-32.6℃，年平均降水量998.2mm，年均霜冻期206天，平均冻土深度138cm。
1.1.2、水文
勘查区地表河流主要为爱河，属于鸭绿江水系，丰水期水量较大，枯水期水量小。
1.1.3地形地貌：主要为低山丘陵区和丘间谷地。
（1）低山丘陵区
海拔标高260.8m~567.2m，地形坡度15°~35°。区内地形较为陡峭，山体走向近东西，植被比较发育。
（2）丘间谷地
海拔标高303.8m~225.2m，相对高差78.6m。丘间谷地呈树枝状分布，区内支沟多呈V型，沟底纵坡降较大。
1.2地质环境条件
1.2.1地层
地层岩性主要为新生界第四系全新统冲洪积层、中生界侏罗系下统长梁子组。
（1）中生界侏罗系下统长梁子组
岩性为灰色、灰绿色中粒石英砂岩、灰色粉砂质页岩、粉砂岩、灰色粉砂质页岩与黑色炭质页岩互层，夹砂岩及煤层。
（2）新生界第四系全新统冲洪积层
主要由冲、洪积砂、砾石层组成，厚度2～10m。
1.2.2地质构造
根据野外调查和收集资料，矿区整体上呈一单斜构造，地层走向近EW，倾向N，倾角40°～55°。区内断裂构造不甚发育，尚未发现对煤层有破坏作用的断裂存在。
1.2.3岩浆岩
岩性主要为粗面岩（τ）。
1.2.4地下水类型分述如下：
（1）第四系松散岩类孔隙水
含水层岩性以粗砂、砾砂、圆砾为主，含水层厚度一般小于10m，富水性较好。
（2）层状碎屑岩类裂隙水
含水层岩性为细砂岩、中砂岩、砂岩，含水层富水性不均匀。
1.2.5岩体工程地质类型
调查区内的岩体工程地质类型可划分为坚硬块状岩石工程地质岩组、坚硬~半坚硬的层状碎屑岩石工程地质岩组、半坚硬~软的层状岩石工程地质岩组、松软土体工程地质岩组。
二、勘查工作必要性
煤矿开采形成的地面沉陷区是在采煤过程中逐渐形成的，现状条件下调查区范围内居民房屋受到不同程度影响，居民房屋墙体裂缝，基础下沉。采煤抽排形成大面积地下水降落漏斗区，导致多户居民饮用井的水位严重下降或无水。
三、勘查工作部署及技术要求
3.1现状调查
3.1.1矿山开采现状调查
对目前矿山开采现状、生产规模、开采煤层、开采和停采时间、开采深度、厚度和方法进行详细调查；对主巷道、大小和塌落、支撑、回填、充水情况以及开采计划等进行调查；对各矿山的采空区完整性进行调查。
3.1.2地面塌（沉）陷、地裂缝调查
对矿区现状条件下地面塌陷、地面沉陷、地裂缝的位置、形状、大小、深度、延伸方向、发生时间、与采空区和地质构造的位置关系、覆盖层的岩性、厚度等。
3.1.3矿区水文地质条件调查
调查矿区地下水水位、地下水动态变化情况，采空区附近工农业抽水和水利建设情况以及对采空区的影响。调查各矿山目前正常涌水量、最大涌水量、涌水量与降水关系。
3.1.4建筑物受损情况调查
调查所有居民建筑的建筑面积、结构类型、变形情况、变形的类型（倾斜、下沉、开裂）、受损时间、发展速度、裂缝数量及宽度、延伸方向、形状大小以及目前防治措施。
3.1.5黑煤窑调查
调查项目区内的黑煤窑开采情况，包括开采时间、停采时间，开采工作面位置、采空区位置、大小、充填情况、充水情况、采矿方法、顶板管理方法等。
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3.2地形测量
平面坐标：测区平面坐标系统采用1980年西安坐标系，按照统一的高斯正形投影3°分带；
高程系统：1985年黄海高程系；
比例尺：重点调查区内的井口位置、居民房屋、地质灾害点等采用1：500比例尺精度进行测量，其余区域采用1：2000比例尺进行地形测量。
3.3地球物理勘探
物探网测量及控制点的布置严格依照《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314—2001、《物化探工程测量规范》DZ/T 0153—95的要求进行。使用手持GPS接收机及地质罗盘配合进行。
3.4资料处理技术及解释方法
3.4.1、分布式高密度法资料处理技术与解释方法
数据采集结果自动存入主机，主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机，计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式，经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后，最终二维反演成图。
3.4.2、可控源音频大地电磁测深法
（1）数据处理技术
通过MTsoft2D软件对数据进行各种噪声的识别，对数据进行处理。本区电性呈现非均匀性，静态效应较严重，对出现的畸变点和静态位移已进行静态校正。
（2）瞬变电磁资料处理技术与解释方法
在野外数据采集期间，现场对数据进行初步处理和解释；室内完成数据综合处理、成图成像和人机交互解释等任务。
3.5地质钻探
查明区内地面塌陷范围及采空区顶板物理力学性质；基本查明地下采空区空间分布、采空区顶板冒落带分布；了解塌陷区内部组成与结构及地下水条件。
3.6采空区稳定性评价
3.6.1地面塌陷评价
根据开采煤层的采深采厚比，采空区面积大小，采空区顶板的物理性质以及地面塌陷地质灾害现状，在煤矿区划分地面塌（沉）陷地质灾害危险性分区和易发区。
3.6.2采空区稳定性评价
根据物探、钻探成果，得出煤矿区采空区的范围、埋藏深度、空间分布，最终划定地质灾害危险区、影响区、稳定区。
3.7勘查工作量
采用资料收集、调查走访、工程地质测绘、监测点的建立、地球物理勘探、钻探等手段，确定采空区的分布范围、分布形态，埋藏深度、冒落情况等，进而进行地面塌陷危险性评估。
3.7.1、地球物理勘探工程
（1）高密度电阻率法：
勘查区内布置12条物高密度电测测线。
（2）瞬变电磁法
按照场地条件进行布置，多种物探方法相结合，提高物探勘探精度。
（3）可控源音频大地电磁法
按照场地条件进行布置，要结合高密度电法及瞬变电磁法的综合勘探成果，多种物探方法相结合，提高物探勘探精度。
3.7.2、钻探工程
本次钻探是在充分调查及收集资料与物探工作基础上进行的，为整个勘查区评价提供可靠直观的地质资料。
3.7.3、监测点的建立与测量
观测点设置在地质特征点、地裂缝、建筑物、地面沉降点、地灾易发点处。
3.7.4、疑似塌陷区地面塌陷危险性评估
根据勘查结果，对勘查区的地面塌陷灾害危险性进行评估，并进行危险性分区，为疑似塌陷区内居民的安置提供依据。
四、项目投资预算
依据中国地质调查《地质调查项目预算标准》、国家测绘局《测绘工程产品价格》以及本地区人员工资、津贴等有关标准，结合测量、物探、钻探、监测的勘查工作量，本次勘查项目预算总计260.76万元。
五、预期成果
5.1查明地质环境条件和主要地质环境问题。
5.2查明矿区生产矿井（含小煤窑、老窑）数量、位置、开采时间和闭井时间、开采煤层层位、采厚、采深及采厚比。
5.3查明矿区采空区和巷道的具体位置、范围、埋藏深度、空间分布、顶板岩层性质和厚度、采空区塌落情况和充填程度。
5.4查明采空区地表变形和塌陷的分布规律、发展趋势和诱发地面塌陷、地面裂缝的位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与采空区和地质构造的关系。
5.5划分出地质灾害危险性分区，提出具有针对性的地质灾害防治措施，为疑似塌陷区内居民的安置及采空区治理提供依据。
参考文献：
［1］中国地质环境监测院，《县（市）地质灾害调查与区划基本要求实施细则》［Z］.北京 2000
［2］刘传正，《地质灾害勘查指南》［M］.北京 地质出版社 2000
论文作者:李英
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
标签：采空区论文; 区内论文; 地质论文; 地面论文; 物探论文; 居民论文; 顶板论文; 《基层建设》2017年第9期论文;