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5个步骤实现金属矿山盲空区探测

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行业新闻

2022-05-27 15:58:49

来源:陕西鼎瑞建设工程有限公司

矿山在不同历史时期遗留下的盲空区,其开采时的采矿方式大多为民采或私采乱挖(包含古人采金、银、铜等遗留下来的一些古采矿洞),其平面空间位置不明,形态各异。由于存在不确定因素、通道被封、积水等各种原因现在人员已经不能进入,无法开展直接的矿山盲空区测量工作。矿山工程施工,矿山工程监理

由于上述盲空区的存在,当盲空区附近具有一定的外力作用,其周围岩石应力(特别是上覆地层)发生改变,极易发生严重的地面塌陷;同时,盲空区的存在又影响着现有矿山企业深部采矿工程的安全。因此,采用间接方法对盲空区进行探测是大多数矿山建设面临的重要问题,对盲空区的探测有利于促进矿山生产工作。

01盲空区探测方法

目前,盲空区探测方法按探测的先后次序大体可分为矿区地质及历史采矿资料收集与分析、地表调查、物探探测、钻探验证与盲空区深度校正、资料综合分析与评价5个步骤。在盲空区探测工作中,通常是先充分收集矿区地质及历史采矿资料并进行详细的分析与评价,初步确定盲空区在矿区内可能存在的平面位置;其次是开展地表走访调查工作,详细访问调查地面建筑物的破坏历史及现状、地面塌陷区的现状及发生时间、老窿口的分布范围及开采历史等,进一步缩小盲空区可能存在的平面位置;第三是结合矿区水文工程地质条件有选择地在已知盲空区上开展物探探测盲空区方法试验,之后采用.有效的物探方法对盲空区进行探测;第四是在不同类型物探推断异常之上开展工程钻探验证;.后开展探测成果资料综合分析与研究;朂终对盲空区的分布范围、规模形态、埋深及稳定性进行评价,为将来的综合治理提供依据。

矿区地质及历史采矿资料收集与分析

系统地收集矿山以往的地质报告、地灾评估报告、施工坑道、矿山的开采状况;收集矿区范围内及附近的区域地质、矿山地质、水文地质、工程地质、环境地质及气象水文资料;收集矿区内的矿床开采范围、深度、厚度、时间和开采技术条件;收集矿区以往盲空区调查成果等资料。之后,对所收集的资料进行综合分析、整理,初步了解矿山的开采历史、矿体的大致分布范围,初步确定盲空区在矿区内可能存在的平面位置,在野外初步踏勘工作的基础上,指导盲空区调查工作。

地表调查

对矿区内外的地质环境和受盲空区影响产生的一些工程形变地域进行详细的地表调查工作。主要通过民访和民调的方式进行,工作采用方格网式路线进行。访问工作要逐户了解,开展调查工作时需聘请经验丰富、熟悉情况的当地人当向导。地表走访调查工作重点主要有以下3个方面:

(1)地面建筑物变形的位置、发生变形时间、破坏形式、程度、房屋变形严重程度与房屋距地下采矿工程距离等;

(2)塌陷区的平面位置分布、发生时间、大小特征、周围地表次生地质灾害发肓现状以及地面塌陷区形成的深层次原因(地压作用的影响、盲空区顶板埋深、采矿层段是否重叠、采矿层段之间的厚度、采场跨度、采场的极限跨度、采场的有效..厚度等);

(3)老窿口的平面位置分布、开采历史、开采年限、开拓方式、主要采矿方向、以往是否出现采矿..事故等各方面的信息。上述3个方面的走访调查及各种工程及地灾调查点的调查成果要尽可能的具体细致。

地表走访调查的目的是在矿区地质及历史采矿资料收集与分析的基础上,对矿区地质及历史采矿资料收集与分析,对地表走访调查成果进行综合分析研究,进一步缩小盲空区可能存在的平面位置,确定开展物探探测盲空区的平面位置及探测深度。

物探探测

物探是基于物理学中的电、磁、波、质量、光、热等理论为基础,其方法应用以目标地质体与周围介质的物性差异为前提,如电性、磁性、密度、波速、温度等,根据物性差异选择正确的方法与技术进行勘查,一般都可以获得较好效果。

包括盲空区在内的任何地质灾害的发生、发展都会引起地球物理场的变化,因此在盲空区调查工作中开展物探探测工作具有良好的地质与地球物理前提。此外,物探探测具有快速、经济、准确的特点,在岩溶、盲空区、地面塌陷、滑坡等地质灾害勘查评价方面具有其它探测方法所不具备的优势。

物探探测矿山盲空区的方法很多,主要有:高密度电阻率法、瞬变电磁测深法、探地雷达、微重力测量、高精度磁测、浅层地震等方法。众所周知,不加选择地同时开展所有物探方法既浪费时间(工作效率低下)又不经济可行(增加了探测成本)。

这就要求首先开展物探方法探测盲空区方法试验研究,遵循由已知到未知、由点到面、由简单到复杂的原则,在已知地质资料的地段,根据不同的物性差异,选用不同的物探方法开展试验,然后将各自的试验成果进行对比分析,建立地质—地球物理模型,合理地选取各种技术参数,指导面上物探数据的正确采集,从而..对数据处理、资料解释以及成果推断具有参照性和可比性;选用合理的物探方法进行优化组合,对盲空区进行扫面探测,了解目标地质体的赋存形态、规模、埋藏深度等特征。

钻探验证与盲空区深度校正

此步骤分钻探验证和盲空区深度校正,对不同的物探异常类型进行钻探验证,为物探测量成果的综合分析研究、修正物探解释结果、提高物探解译精度提供依据。通过施工验证物探异常区的位置及其它信息。由钻孔验证的盲空区顶底板埋深对全区物探异常的深度进行修正。

资料综合分析与评价

在盲空区调查工作中,充公利用地表走访调查、地下采矿工程等信息并对其进行了定量化的定义、赋值,提高了这些模糊信息在盲空区评价中的作用。对收集到的有关盲空区的信息进行..整合,加强信息的综合利用,减少单因素误判的可能性,使盲空区的圈定和评价更具有定量意义上的科学性。

通过矿区地质及历史采矿资料收集与分析、地表走访调查、物探探测、钻探验证与盲空区深度校正等探测成果对矿区内盲空区进行综合分析与研究,.终对其危险性进行评价。

02盲空区划分

1 盲空区可信度划分

根据盲空区调查综合信息与以下几个条件的吻合程度进行盲空区判定:(1)集中分布于矿区勘探报告圈定的主矿体之内或边部;(2)已施工的大量地下采矿工程,形成了“楼上楼”盲空区现状;(3)地 面 建 筑 物 显 示 出 不 同 程 度 的 拉 张 裂 缝;(4)盲空区上方个别地段在不同时期已形成了多处塌陷坑;(5)物探探测的反演断面上显示有明显的与“响应模型”一致性,异常空间形态能够对比连接。

根据以上划分依据,对盲空区调查综合信息进行如下的级别划分:A级:已知盲空区、已知塌陷坑、钻探验证盲空区、地面建筑物拉张裂缝区,地下工程较密集,在物探异常中定性为可能性大盲空区。B级:地下工程较密集,物探异常定性为可能性大或中等盲空区,地表建筑物局部有轻度受损迹象的地域。C级:地下工程稀疏,..物探异常定性为可能性中等或小的盲空区电阻率异常的地域(这些区域一般面积较小,很可能是一些小体积盲空区)。以上的分级划分反映的是盲空区的可信度。A级表示可以肯定的盲空区(其存在性是肯定的,其空间形态局部是推测的);B级表示盲空区存在的可能性较大的地域;C级表示..物探异常而无其它资料佐证且规模较小的推断盲空区。

2 盲空区危险性划分

盲空区危险性分区依据主要有以下5条:(1)“以人为本,....”的原则;(2)水文地质工程地质条件;(3)盲空区划分级别;(4)已确定或推断的盲空区顶板埋深;(5)处于矿区内主要的构造破碎带附近。

根据以上依据综合分析进行盲空区危险性区域划分:一类为危险性大区,二类为危险性中等区,三类为危险性小区,具体特征如下:

(1)盲空区危险性大区(一类区):矿区内人口相对集中,民居建筑较多,房屋陈旧,房屋结构以木结构居多,地质灾害点分布多,盲空区内已施工有大量的地下采矿工程,且这些地下工程具有由多个标高形成的“楼上楼”状况,盲空区周围的地面建筑物显示出不同程度的振动裂缝,物探解译盲空区顶板埋深距地表40 m以内、盲空区物探探测异常面积较大,处于矿区内主要的构造破碎带附近,容易诱发采空地面塌陷、不均匀沉陷等灾害。

(2)盲空区危险性中等区(二类区):区内人口相对一类区略少,地质灾害点相对较少,盲空区内地下采矿工程较少,物探解译盲空区顶板埋深距地表深度大于40 m、盲空区物探探测异常面积较小。

(3)盲空区危险性小区(三类区):地面无居民居住,盲空区内地下采矿工程稀少,物探解译无盲空区部位。

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