1采动区判定
根据超充分采动区移动盆地的特点，应将线位置于超充分采动区内。这时需确定边界角、开采深度和开采宽度。参考国外部分文献资料［1-3］，边界角(angleofsubsidence/angleofdraw)约为55°，移动角(influenceangle)采用70°左右。在我国煤矿行业，移动角大部分也采用的是70°左右。《铁路工程地质手册》中边界角是用移动角计算所得，倾角较缓的煤层边界角为移动角减去15°，这样边界角大约也为55°，这与国外的研究资料基本相同。本工程涉及的煤矿采空区的煤层倾角较缓，＜3°，埋深H约为80～120m，采用的是长壁开采的方法，开采区工作面长度W大约为200m。因此，当H=80m时可以计算出超充分采动区的宽度L=W－2Htanα=200－2×80×tan55°=88m，同理可计算得H=120m时，L=32m。这样超充分采动区的宽度就在32～88m之间。该区地表变形均匀，只有垂直方向变形，基本无水平方向变形，宽度也能满足路基设计要求。因此，线路方案选在这个区域通过是最佳的，但还需研究该区沉降是否已稳定。
2沉降稳定性分析
长壁采煤法开采面宽度即采区的横向宽度一般都要在200m左右，采空区空间很大，冒落带发展迅速，地表变形很快就会发生。该煤矿采空区已开采3年，根据国内部分观测资料［4-5］，长壁采煤法开采完毕3年后，地表沉降基本上稳定，残余变形很小。下面用不同方法进一步研究沉降量。
2.1方法一国外部分研究部门对长壁采煤法采空区的沉降量进行了长期观测，并对数据进行统计分析，得出了经验公式，即最大沉降量为开采厚度的0.5～0.7倍，本采空区开采厚度为1.6m，则沉降量Smax=1.6×0.6=0.96m。矿区沉降资料显示，在超充分采动区的下沉量为0.894～1.351m之间，因此，可以基本判定采空区地表沉降已稳定。
2.2方法二《铁路工程地质手册》中关于首次充分采动情况的最大下沉量计算公式为［6］η0=q0mcosα'式中:η0为最大下沉量，m;q0为采动下沉系数;m为矿层法线方向的厚度，m;α'为层倾角，(°)。采空区采用的是全面陷落法，下沉系数选为0.7，因此最大沉降量η0=0.7×1.6×cos3°=1.12m。据此也可以基本判定采空区地表沉降已稳定。
3线路平面优化
如图4所示，采空区分为东西两个采区，南北方向回采，采用长壁采煤法。南北方向的回采区在地表形成32～88m宽的已沉降稳定的超充分采动区，线路如无法绕避采空区，由该区中线通过即为最优方案。
4采空区处理
贯通方案在采空区形成的超充分采动区通过，地表基本无变形，无裂缝，因此这一区域不需要进行处理。但线位进出采空区时，要通过拉裂区，这里地表有明显的裂缝，需要进行少量地基处理工作。施工中只需清表后对路基进行适当碾压即可。因此，线路通过采空区超充分采动区时基本不需要做处理，但要注意在地表布置沉降监测［7］和瓦斯检测系统，以确保施工安全。
5结论
本文通过一实例研究铁路通过煤矿采空区的可行性，研究结果表明，当线路无法绕避采空区时，线路自超充分采动区通过的方案是可行的。
作者：鞠同军 单位：锦州铁道勘察设计院有限公司
