某新建铁路煤矿采空区工程地质选线
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇某新建铁路煤矿采空区工程地质选线范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：在分析既有及收集资料的基础上，采用物探、钻探等综合勘探方法。查明了各线路方案所经煤矿、采空区及其影响范围。并通过计算分析采空区的稳定性及安全边界，确定了合理的通道方案，为地质选线工作提供了详实可靠的依据。
关键词：采空区，综合勘察，工程地质选线
中图分类号：F407.1 文献标识码： A
Geological Route Selection of a New Railway in Coalmine Goafs
SONG Jian, GUO Le, WANG Hengsong
（The Third Railway Survey and Design Institute Group Co.Ltd,Tianjin 300251，China）
Abstract: On the basis of analysis of the existing and collected materials, we use integrated survey including engineering geological mappding、engineering geophysical prospecting, as well as drilling work.The mineral and goaf distribution have been identified, and their impacts have also been valued. By calculating the stability of the goaf and security boundary, we provide a detailed and reliable channel for the railway.
Key words: goaf, integrated survey，geological route selection
1.工程概况
某新建铁路煤运通道工程是国家十二五期间重点建设项目之一，线路全长约1860km，地形条件复杂多变。从线路走向及工程经济考虑，陕西渭北煤田的韩城矿区、山西河东煤田的乡宁矿区是线路的必经之地，矿区存在大面积采空，是全线的卡脖子地段,确定线路可行性通道是工程的重点工作之一。
2.地质概况
2.1地形地貌
本区处于构造剥蚀中低山区，中部为黄河谷地，地形起伏较大，地形的总体趋势是西北高，向东南方向逐渐降低。
2.2地层岩性
研究区地层岩性主要为第四系全新统、更新统黄土，第三系粉质黏土，三叠系、二叠系砂、泥岩及煤层，石炭系砂、泥岩及煤层，奥陶系碳酸盐岩。
2.3地质构造
研究区位于吕梁-韩城隆起区，东北部为吕梁台隆，南部为临汾凹陷，以韩城断裂分界，西南部为渭河断陷盆地。其所处的构造单元位置决定了井田总体构造为地层走向北东，倾向西和西北的单斜构造，并伴有宽缓曲的背向斜褶曲构造。
3.1煤田分布
韩城矿区位于渭北黑腰带东北端，浅部以韩城大断裂为自然边界；与澄合、蒲白矿区毗邻。韩城矿区大型煤矿主要沿韩城大断裂及下峪口断裂一线分布，走向长约60公里，倾向宽约15～20公里，主要有桑树坪煤矿、王峰煤矿等。东北部隔黄河与山西省乡宁矿区相连；乡宁矿区长约94公里，宽11-55公里，主要有王家岭煤矿、寺塔煤矿等。线路走向与矿区大角度相交，无法绕避。
矿区范围主要含煤地层为石炭系太原组和二叠系山西组，含煤地层平均厚122.54m，共含煤13层，煤层总厚14.81m，主要可采煤层共有3层，即山西组2、3号煤层和太原组11号煤层。
3.2采空区分布
大矿采空区：据收集资料显示，乡宁矿区、韩城矿区3号煤层大面积采空，2号、11号浅层已采空。小煤窑采空区：根据区域地层分布及地质构造分析，该区小煤窑采空主要分布于煤层露头线附近，受开采手段限制，开采深度约为50-100m，主采3号号、11号煤。根据调查发现小煤窑采空已造成了地裂缝、房屋开裂等现象。
3.3采空区成果资料
通过资料收集、现场调查、钻探及物探等综合勘探手段，绘制了矿区工程地质图、煤层等高线平面图、采空区分布平面图等。
图1 矿区工程地质图及方案示意图
4..工程地质选线方案研究及评价
线路方案：按线路平面走向，共三个大方案，分别为：1）.下钻乡宁矿区方案，2）.沿黄河方案，3）.穿韩城矿区方案，如图1。在煤矿采空区资料成果基础上，结合线路平面、纵断面开展通道方案地质选线研究。比选成果如下：
4.1. 下钻乡宁矿区方案，
按平面选线原则，乡宁矿区存在大面积采空，仅王家岭矿北部可选通道，但影响该矿大面积开采，经沟通，该矿不同意方案。从纵断面选线考虑，采空区标高从800 m至150m分布，纵坡无法下钻采空区，下钻矿区不可行。
图2乡宁矿区方案纵断面图
4.2.沿黄河方案
线路方案平面位置沿黄河河谷而下，根据收集资料及调查情况 ：古窑及原子沟煤矿均采至黄河河底，形成采空区，故线路方案不可行。如图3。
图3沿黄河方案方案纵断面图
4.3.穿韩城矿区方案
根据资料分析，韩城矿区未进行大矿开采地带，共有3处可行通道，综合地方政府及煤矿业主意见，选取推荐方案：桑树坪通道作为贯通方案。并通过人工源大地电磁法以及瞬变电磁法对采空区进行了物探验证，辅以钻探核实。保留煤柱最窄处仅宽740m，第四系地层厚约40m，矿区开采煤层为3#煤，煤层顶板埋深230~240m。
塌陷影响宽度L的确定：塌陷移动角，第四系土层采用45º，岩石采用60º，铁路的安全距离采用20m。经计算：
塌陷影响宽度L=200×ctg60º+40×ctg45º=155m
塌陷后的剩余安全带宽度为：740-155×2-20×2=390m，方案可行。如图4。
图4桑树坪通道剖面图
5.结论
综上所述:采用资料收集、现场调查、钻探及物探等综合勘探方法，从地质选线角度分析，下钻乡宁矿区方案、.沿黄河方案，从平面上均无法绕避采空区，纵断面选线受采空区标高限制，方案均不成立；.穿韩城矿区的桑树坪通道推荐方案，经计算确定安全带宽度满足选线要求，方案可行。
参考文献
[1] 铁道部第一勘测设计院．铁路工程地质手册[M]．北京：中国铁道出版社，1999．
[2] 中华人民共和国铁道部.TB/10027-2012铁路工程不良地质勘察规范[S]．北京：中国铁道出版社，2012．
[3] 中华人民共和国铁道部.TB/10012-2007 铁路工程地质勘察规范[S]．北京：中国铁道出版社，2007．
[4] 陈则连．煤矿采空区地表岩移对高速铁路的影响研究[J]．铁道工程学报，2009（4）：5-8．
[5] 李国和 李桂芳．采空区铁路工程地质选线研究[J]．铁道工程学报，2012（10）：15-20．