综合物探技术在煤矿采空区探测应用实践分析

以某地区采空区为研究对象,采用测氡法、可控源音频大地电磁法实现煤矿采空区的综合物探分析。其中可控源音频大地电磁法可根据电阻率异常突变区推测采空区分布情况;测氡法则根据氡浓度曲线异常区域推测采空区可能分布区域。通过两种方法的对比验证,结合实际地质资料,综合分析后确定采空区位置。同时,根据采空区地表变形机理,构建采空区地表变形模型,进而介绍多种煤矿采空区地表变形防治建议,旨在为后续煤矿采空区综合物探分析以及地表变形防治提供支持。     

易自燃特厚煤层开采矿井漏风分析与实测

针对宽沟煤矿易自燃特厚煤层开采条件,利用SF6示踪气体对地表及多层采空区之间进行了漏风测定。结果表明:在I010201、I010202工作面开采区域范围内,B41、B42、B2煤层开采区域不重叠时,B2煤层采空区不会与地表形成漏风通道;但在已开采的重叠区域,则可与地表直接形成裂隙沟通;I010201工作面开采区域地表向井下的漏风风速能达到62.7 m/min,I010201工作面封闭区向上部的I010403采空区漏风,漏风风速超过14.7 m/min。     

浅埋煤层大采高开采地表裂缝破坏机理研究

矿井开采引起地表沉陷裂缝以平行开采工作面倾向为特征,在采空区边缘地表拉伸区未见明显的裂缝,而裂缝主要集中出现在对应采空区中央区域。文章以韩家湾煤矿2304工作面开采为研究对象,通过分析地质采矿条件,应用岩梁断裂理论和UDEC离散元计算模拟方法,分析了大采高开采覆岩移动变形的运移过程,揭示了地表裂缝分布形态与覆岩断裂结构演化的内在关系,给出了影响采空区地表裂缝形式的主要因素以及形成这种特殊裂缝分布形态的机理。     

南水北调渠线通过采空区稳定性浅论

本文利用国内外的资料，论述了采空区地表移动的延续时间和残余变形时间，结合焦作矿区实测分析，提出了：南水北调渠线可通过稳定采空区，应避开不稳定采空区。     

某矿山采空区探测的高密度电阻率法层析成像技术

随着地下矿山逐年开采,采空区范围越来越大,对地表和采空区围岩稳定性均产生了巨大隐患。尽管空场采矿法被逐渐禁用,但历史遗留采空区内部情况不明,给矿山安全生产和采掘部署带来了一定的困难。结合高密度电阻率法在某矿区地表布置了测线来探测采空区范围及其覆岩稳定性,并结合该矿具体开采地质条件,通过野外数据采集整理并导入Res2dinv二维反演软件进行解译分析,可知测线大部分位置视电阻率相对较高,等值线变化较小,说明地下采空区围岩较稳定。分析结果对于确保该矿井下安全生产有一定的借鉴价值。     

基于长壁采空区覆岩稳定性的地表残余下沉系数计算方法

为确定地表建(构)筑物荷载作用下长壁采空区地表残余下沉系数,基于长壁采空区覆岩稳定性分析方法,提出了采空区中央和边界两个区域的地表下沉系数确定原则和计算方法.采用概率积分法对荷载作用下长壁采空区地表残余沉陷预测时,地表下沉系数的选取应充分考虑地表荷载大小和作用位置、垮落带岩体的压密,以及裂缝带破断岩体结构的稳定性,按照...     

基于测氡法的上覆采空区高温区域探测技术

通过分析高温区域探测方法,选择测氡法探测浅埋深上覆采空区高温区域。通过测氡仪器的选择、测点布置及探测工艺设计,采用等值线专业软件对数据进行了处理分析,明确了在探测区域内存在2处疑似高温区域,分别位于试验工作面停采位置的下隅角附近和上部采空区,疑似高温区域总面积为12 389.85 m2。基于测氡法的上覆采空区高温区域探测技术为类似矿井探测采空区高温区域分布提供了有效方法。     

浅议徐州市西部煤矿采空区工程地质特点

徐州西部矿区煤矿开采历史有60 a,开采形成了大面积的采空区。西部矿区采空区的埋藏深度较大,地表沉陷范围广,沉陷差异也较大。通过对西部矿区煤矿开采资料的收集后,总结和归纳了西部采空区的特点,有利于掌握采空区地表移动规律。目前局部区域由于终采时间短,地表残余变形较大,尚存在不稳定的采空区,这对于建设工程的选址规划及土地利用造成不利的影响。研究西部采空区的特点,对该区域岩土工程勘察及场地稳定性和适宜性评价具有重要的意义。     

地表沉陷初期漏风对采空区遗煤自燃影响的分析和治理措施

煤层开采引起的地表沉陷能够产生与采空区贯通的裂缝,导致地面向采空区漏风,会引发采空区遗煤自燃。根据元堡煤矿9号煤层埋深浅、采用综采放顶煤技术、易自燃等特点,分析了地表沉陷初期漏风对采空区遗煤自燃的影响,通过对进、回风巷风量对比证实了地表漏风的存在,采取地表填土掩埋裂缝的措施,有效地解决了地表漏风的问题。     

灵山金矿近地表薄矿脉采空区状态探查及其稳定性评价

招远地区矿山井下采空区具有分布复杂、赋存状态不清晰等特征，严重制约矿山安全高效生产。以灵山金矿近地表薄矿脉采空区为研究对象，通过开展矿山现场调查，初步掌握了采空区的实际情况；采用工程物探与钻探技术，在重点调查区域地表范围布置5条物探测线和1个验证钻孔，对采空区赋存状态进行有效探查与验证；在此基础上，基于室内试验研究获取充填废石力学特性，并采用数值分析方法获得了典型采空区围岩应力场和位移场的分布规律。依据矿山现状与现有研究成果，开展近地表采空区稳定性评价，对采空区状态与上覆岩层的稳定性进行了综合分析。研究结果表明，近地表采空区赋存状态较好，已采用废石进行有效充填，整体处于稳定状态，未引起地表稳定性问题。同时，采用多种探查方法获得的研究成果基本一致且与矿山资料相吻合。其中，采用物探与钻探方法获得的采空区埋藏深度分别为54.27 m和55.70 m，推测矿山存在1个Ⅰ类中低阻异常区和5个Ⅱ类中低阻异常区。获得采空区充填废石具有明显的应变硬化特性，其内摩擦角与黏聚力分别为42.1°和96.0 kPa。针对近地表薄矿脉采空区赋存状态及其稳定程度不清晰的问题，形成了一套完整的近地表采空区综合探查方...     

裂缝分布状态探测及其对采空区上覆岩体稳定性影响的研究

本文通过分析浅层反射地震勘探获得的岩体裂缝信息———裂缝的分布密度、裂缝的分布形态、裂缝的集中度 ,研究了江西某铜矿V号矿体采空区上覆岩体的稳定性 ,研究结论和不久后地表的变形情况完全吻合     

邵东县石膏矿采空区地面稳定性评价及地质灾害防治对策

邵东县石膏矿长年开采且采空区未经处理, 总采空面积已达1.05 km², 采空体积371 万m³ 。针对邵东县石膏矿采空区顶板稳定性参数进行了计算, 指出全区34 个采空区都处于极不稳定到不稳定状态, 危险程度大, 并根据矿区实际提出了防治对策。     

子波变换在围岩非稳态破坏信号分析中的应用

阐述了围岩非稳态破坏的声发射监测的特征及子波变换的信号分析技术，尝试将子波变换技术应用在采空区动力学破坏监测的非稳态信号分析中，给出了具体的分析过程与步骤，最终结合统计力学的理论，对采空区围岩非稳态破坏位置进行了统计推断以及对断裂位置正确定位，取得了很好的效果。从而证实这种信息挖掘方法，将会与岩石的变形破裂机制密切联系起来，从本质上给围岩破裂机制和非稳态损伤与破坏提出更为有效的分析新方法。     

针对建构筑物不同振速要求的隧道爆破药量计算方法

在城区进行巷道或隧道爆破时,许多建构筑物有不同的振速要求,同时满足多种被保护物振速的安全药量计算是一个设计难题。以重庆市隧道爆破为研究背景,建立隧道曲线、被保护物的空间轨迹方程;在地铁、文物建筑、地面建筑3种振速控制下,研究药量-桩号函数关系式:对位于隧道外侧的文物建筑,采用延长建筑物轮廓线将隧道分成若干段并推导相应Q-S分段函数;地铁安全药量根据隧道爆源点到地铁直线的空间垂直距离代入公式获得;其它建筑控制振速下根据爆源至隧道正上方地面距离进行药量计算;利用Matlab软件分别解算隧道各位置的3种药量值,并取其中最小值作为设计药量。     

金沙河下采煤地表移动变形与导水裂隙带高度预测分析

水体下采煤是煤矿开采的难题之一。以天祝煤矿为例,在对3229工作面分阶段拟采以后,运用三维概率积分法预测地表移动变形及其对地表金沙河河床的影响。基于变形分析法预测了导水裂隙带发育高度,并与"三下"规程导水裂隙带计算高度进行比较,认为随着煤层的开采,导水裂隙带可能会破坏到中侏罗系孔隙裂隙承压含水层,预计矿井涌水量增大;第四系冲积层含水层潜水或地表河水可能通过塌陷裂隙灌入井下巷道造成淹井。在河下煤层开采时应采取措施避免河水下渗,预防井下水患。     

长坡锡矿地压研究及采空区处理

本文介绍长坡锡矿地压研究及采空区处理技术,叙述了矿山现场地压观测方法和二维与三维有限元分析计算结果。在获得大量实测数据和分析计算资料的基础上,揭示了长坡矿地压活动的特点,评价和确定了矿区不稳定岩体的范围以及重点防范区域,提出了切实可行的采空区处理方案。     

GPS-RTK联合水准仪在充填工作面地表高精度动态监测中的应用

 岱庄煤矿2351工作面为膏体充填工作面,采用全采全充的采煤方式,地表预计变形很小,传统监测地表变形的方法难以满足高精度的要求。为了符合岱庄煤矿测量区域高精度的要求,探索出GPS动态测量与高清电子水准仪相配合测量充填工作面地表变形的作业方法,在实际的测量中取得了良好的效果。     

井下煤矸分离技术研究

华丰煤矿在主运输系统中建立煤矸分离系统,将煤中大块矸石分离,经拣选、破碎后将矸石充填到采空区或报废巷道,实现以矸换煤井下矸石不转移目标,提高矿井经济效益。     

陵川县不稳定斜坡形成条件及发育规律研究

陵川县为山西省地质灾害最为发育的县区之一,通过实地测量、调查评价和综合研究等手段,在概述县域自然地理条件及地质背景的基础上,阐述了县域内已有的地质灾害特征和类型,该县地质灾害主要类型为崩塌、滑坡、不稳定斜坡（崩塌隐患、滑坡隐患）、泥石流和地面塌陷。重点研究了不稳定斜坡隐患类地质灾害的形成条件即地形、物质、降水、人类活动条件,同时研究了不稳定斜坡发育的时间和空间规律,可为研究县域地质灾害以及地质灾害隐患的发育特征、形成条件、发育规律提供参考。     

洛河组砂岩含水层下大采高工作面导水断裂带演化规律

针对旬耀矿区厚煤层大采高工作面上覆洛河组砂岩含水层下的安全采煤问题,采用理论分析、相似材料试验和数值模拟研究了某矿1109大采高工作面覆岩破断及裂隙演化规律。研究表明:上覆岩层经历了直接顶破断、基本顶初次破断与周期破断、亚关键层初次破断与周期破断5个阶段,破断发生引起工作面煤壁上方裂隙密度和开度发生跃变,采空区覆岩裂隙经历孕育、产生、张开、闭合、压实5个动态阶段;从开切眼到充分采动过程中,在裂隙带的上部、工作面煤壁上方及开切眼上方裂隙较为发育,裂隙区近似"抛物线"状,采空区中部覆岩裂隙闭合而边界处裂隙不易闭合;工作面充分采动后,导水断裂带发育高度82~85 m,未导通上覆洛河组砂岩。