隧道地表沉陷

《土木工程名词》第一版。 2100433B

2003年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

矿山地表沉陷防治是指控制矿山地表沉陷和防止地表沉陷造成损害的技术措施。用地下开采法从地壳掘出矿岩和矿山排水疏下过程中，往往引起岩体位移、地表沉陷，造成十地、水源和建(构)筑物的破坏，危害人畜安全，构成严重的环境问题。地表沉陷变形一般分为断续变形和连续变形两类。在开采脉状矿床或不规则的矿体，以及疏干岩溶性岩层和溶洞岩层时，容易造成地表断续变形，形成崩落带。这往往与地质构造的自然断续性有关，例如断层和裂隙发育的地层，会加重其破坏程度，开采大面积的层状矿床时，地表沉陷常出现连续变形，形成移动盆地，在移动盆地中，地表建(构)筑物可能被破坏的地段称为危险变形区。其他部分称为非危险变形区。地表沉陷防治包括控制地表机陷、预防地表沉陷造成损害和沉陷区复垦 。

在长期承载过程中，采空区矿柱系统中一些最薄弱部位往往会因风化、地震等作用而首先破坏。局部破坏的累积，最终波及整个系统。一般当矿柱的破坏率超过60%时，采空区顶板就要发生冒落，并或多或少地波及到地表。大范围的采空区顶板冒落通常是突发性的，往往伴随有强烈的气浪冲击，且多引起地表沉陷和张裂，造成地上或井下建筑物的破坏。有时，沉陷中形成的裂缝还可使地表水或地下水大量流入井下，直接威胁采矿工作的安全。如湖南锡矿山南矿就曾多次发生大规模的采空区冒落。最大一次冒落面积达34000平方米,使地表产生急剧的下沉和张裂,最大下沉量达1.075米,下沉范围近96000平方米，致使地表的一些井架和烟囱偏斜和弯曲。通常，地表沉陷的范围大于采空区。沉陷洼地的边界与采空区边界连线的倾角称移动角，是预测沉陷范围的重要数据。除此之外，最大沉陷量和下沉速度也是评价开采沉陷的重要指标，可根据经验公式进行预测。为防止这类沉陷的发生，应在采掘中合理地设计矿柱系统及开采空间的大小，以保证采空区顶板的长期稳定。在可能发生地表沉陷的地区进行建设，应采取结构措施保证建筑物不被破坏。2100433B

主要措施有：

(1)留保安矿柱

保安矿柱的尺寸根据“保护角”来确定。保护角通常等于移动角。留保安矿柱可以保护井筒、井口建(构)筑物及其设施，名胜占迹，铁路桥梁和隧道、水库等保护对象。

(2)应用充填采矿法

充填材料有砂、块石和水泥。砂石可单独使用，也可混合使用，如果砂石与水泥混合使用，则称胶结允填。充填采空区，可以防止地表断续性破坏。实际上，无论采用哪种充填材料和充填方法。地表都可能出现某种程度的连续变形，如果地表有重要保护对象，一般采用胶结充填法。

(3)应用房柱采矿法

在矿床开采范围内，按某种方法留有规则的或不规则的矿柱，以减少地表变形，若设计不佳或回采率过大，仍可能导致地表断续性破坏。因此，须慎重使用这一方法。通常用采后充填来弥补其缺陷 。