急倾斜煤层老采空区物探方法探讨.pdf

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第44卷第4期矿山测量V01．44NO．42016年8月MINESURVEYINGAUg．2016doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2016．04．024急倾斜煤层老采空区物探方法探讨方军，王乐杰(中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北唐山063012)摘要：综合物探是煤矿采空区勘察的一种常用手段。文中介绍了急倾斜煤层抽冒塌陷的成因及采空区地球物理特征；通过瞬变电磁法和三维高密度电法在急倾斜煤层采空区的电性特征和试验结果，证明了综合物探对勘探急倾斜煤层采空和冒落范围的有效性，同时提出了相应的采空区异常参数，为项目区土地利用、城市规划和采空区治理提供科学依据，为类似地质采矿条件的采空区勘察提供借鉴。关键词：老采空区；瞬变电磁法；三维高密度电法中图分类号：TD853．391文献标识码：A文章编号：1001—358X(2016)04—0090—05DiscussionontheexplorationtechniquesinsteepinclinedseamsoftheabandonedgoafareasFangJun，WangLejie(TangshanResearchInstituteCompanyLimited，ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroup，Tangshan063012，China)Abstract：Integrativegeophysicalexplorationtechniquesaremainlyusedtomakeexplorationinthegoafareasofcoalmines，basedonwhich，thepresentpaperintroducescausesofthecaving—inandthesubsidenceinsteepinclinedseams，aswellasgeophysicalcharacteristicsingoafareas．Accordingtoexperimentalresultsandelectricalcharac-teristicsofthetransientelectromagneticmethodandthree—dimensionalhigh—densityelectricalmethodinsteepin—clinedseamsofabandonedgoafareas，itprovesthatintegratedexplorationtechniquesareefectivetomakesurethemining—outandcaving—inareasinsteepinclinedseams．Besides，relativestandardexceptionsarealsoraisedthroughexperimentsinordertoprovidescientificbasisforthelanduseinprojectareas，urbanplanningandthemanagementingoafareas．Also，itishopedtobereferencesfortheexplorationinsimilargoafareas．Keywords：abandonedgoafareas；transiente1ectromagneticmethod；three—dimensionalhigh—densityelectricalmethod早期开采的煤矿山因开采方法落后，残留煤柱保障项目区土地利用、城市规划和采空区治理的前较多且极不规则，加之部分矿区内存在小煤窑复采，提。本文以唐山市开平区某区域为例，通过综合物导致项目区存在部分未充填压实的隐伏采空区，在探，探讨了急倾斜煤层采空区的的勘察方法。外力作用下，这些采空区原岩应力平衡易遭到破坏，1项目区概况导致采空区“活化”，再次发生较大不均匀沉降。尤其是急倾斜采空区，“活化”后可能引起地表出现裂项目区位于唐山市开平区，区内地形平坦，煤堆缝、台阶、抽冒塌陷坑和塌陷盆地，严重危及地表建林立(如图1所示)。经调查，区内曾分布多个小煤(构)筑物的安全，并加剧矿区地质环境恶化。因此，矿，这些煤矿于2008年前均已关闭。据调查该区域采用先进的技术方法、仪器和手段查明项目区下方处于急倾斜煤层露头区上方，其内矿井开采盘根错急倾斜煤层露头区采空区分布和残留空洞情况，是节，开采方法主要为落垛或掘进采煤法，残留煤柱较引用格式：方军，王乐杰．急倾斜煤层老采空区物探方法探讨[J]．矿山测量，2016，44(4)：90—9490 第4期矿山测量波法、三维地震法、井问CT法，各方法其适用条件及优、缺点详见表1。表1采空区物探方法优缺点对Et表结合项目区急倾斜煤层开采情况、埋深、采空区4．2三维高密度电法分布、地球物理特性及地形，适宜本区域采空区勘察本次三维高密度电法采用天津录能泰矿用技术物探方法有：三维高密度电法、瞬变电磁法、可控源有限公司生产的SD一Ⅱ型解析数字电法仪作为测量系音频大地电磁法。统，采用24位高精度数据采集系统和zigbee无线网络根据国内采空区物探工作经验，采用单一的物远程控制系统。由主控电脑控制AB转换器和供电转探方法对采空区的勘察难以保证其精度，一般情况换器进行工作。采用供电电极固定，测量电极逐点移下，采用两种物探方法组合对采空区异常做综合解动的测量方式，因此当测量电极逐点移动时，装置系释，提高精度和效率。通过组合方案优选，采用瞬变数(K)也随之变化，并在供电极连线的中部形成近似普查，三维高密度电法验证的方案。均匀的电场，将测点布置在测线的中部，测点布置形4．1瞬变电磁法式为三维。瞬变电磁勘探有多种工作装置，目前在采空区勘5物探结果察中一般采用大定源回线装置或重叠回线装置。结合仪器特点及勘探任务要求，本次采用重叠回线工作5．1瞬变电磁物探结果装置，发射线框为3m×3m，接收回线为6匝回线。试验区瞬变电磁测网按照20mx20／'／1布置，合计完成测线7条，106个物理点。因试验区的地层是92