地下转露天开采矿山隐伏采空区的探测

为有效解决地下矿山转露天开采过程中隐伏采空区探测难题,以袁家村铁矿露天下部隐伏采空区为研究对象,分析了各类采空区探测方法的技术特征及应用情况.通过大量现场试验研发了一套地球物理探测、钻孔探测、三维激光扫描及声呐探测等多种技术手段相结合的探测方法,实现了对袁家村铁矿地下隐伏采空区的精准探测,成功构建了高精度采空区实体模型...     

南泥湖露天钼矿境界内采空区探测的建议

南泥湖露天钼矿矿区内多数采空区地理位置不详,给正常的矿山生产带来了很大安全隐患。而矿区现阶段仍采用单一的钻孔探测法进行采空区探测,由于探测精度不高,采空区垮落造成的设备人员伤害事故时有发生。文中介绍了国内现阶段技术比较成熟的几种采空区探测方法,并结合矿区附近的矿山经验,给出南泥湖矿山可以采用高密度电阻率法、地震映像法、钻孔探测法,三维激光探测法的综合探测方法对境界内采空区进行探测的结论。该结论对南泥湖矿山的安全生产有重要的参考意义。     

EH4电磁成像系统在煤矿采空区的探测

主要介绍了利用EH4电磁成像系统探测采空区边界及其对应浅部地层隐伏裂隙带情况,阐述了EH4电磁成像系统的基本原理和工作方法,结合其在某煤矿采空区探测中的具体应用实例,分析总结了煤矿采空区以及对应的浅部地层隐伏裂隙带的电性特征并得出结论.结果表明,EH4电磁成像系统能够较为准确地探测煤矿采空区的边界以及其影响的浅层裂隙带的范围情况.     

综合三维激光扫描技术在某铁矿复杂空区探测的应用

矿石开采遗留了大量的采空区,严重威胁矿山的生产安全和周边群众的生活安全。为消除安全隐患,某铁矿通过现场勘探、制定综合探测方案、实施辅助工程,应用地球物理探测、钻孔探测、三维激光扫描技术实现了揭露采空区及隐伏采空区的三维综合探测,准确掌握了空区的三维赋存形态、大小、空间坐标,为空区治理、残存资源回收设计、生产计划调整和储量动态管理等后续工作提供了高精度基础数据和科学依据。     

影响采空区精确探测关键因素的分析研究

在比较研究当前采空区探测的常用方法、适用范围及选用原则的基础上,针对洛钼集团栾川三道庄矿的采空区探测的实际情况和要求,提出了以高密度电法和地震映像法进行该矿区的采空区综合物探工作.对探测结果进行了相互比较分析,并与矿区已有钻孔资料进行了对比,结果表明探测方法本身技术的先进性、探测方法与实际情况的匹配度、对探测结果解释的正确程度以及辅助验证措施的配套度等是影响采空区探测结果精确度的关键因素.     

铁矿老采空区空间分布精细探测方法与应用

准确探明铁矿老采空区的空间分布特征对采空区地表塌陷灾害防控至关重要,针对现有探测精度难以满足采空区治理需求的问题,提出了一种高精度磁测法定平面、天然源面波法和可控源音频大地电磁法定层位、钻孔钻探法做修正的铁矿采空区精细探测方法。以顿丘铁矿老采空区为工程背景,采用高精度磁测法进行磁场特征探测,推断老采空区平面分布范围,在此基础上,融合天然源面波法和可控源音频大地电磁法的技术优势,获得采空区不同位置、深度上地层电阻率和波速变化规律,进而推断采空区垂向分布范围及深度,最后利用钻孔钻探法对物探结果进行对比修正,实现了铁矿老采空区空间分布的精细探测。顿丘铁矿2#矿体群开采形成的采空区平面形态近似于歪葫芦形,面积为4 992.5 m2;采空区分为采空纯空区和采空回填区2种形式,采用平均厚度法计算的2#矿体群采空区体积为112 281.33 m3。探测结果与采掘基础资料有较高的契合度,研究方法和结果对铁矿老采空区探测和治理具有一定的指导意义。     

基于因民铜矿隐伏采空区的高密度电阻率法及EH-4探测技术研究

在因民铜矿的地表形貌特征及查明深部采空区的基础上,结合采空区地球物理探测方法,采用高密度电阻率法及EH-4对因民铜矿大劈槽矿段的隐伏采空区开展物探工作。数据解译显示,高密度电阻率法探测浅部空区成果与实际情况的匹配度高,可圈定采空区的空间形态;EH-4可探测空区的空间位置,有效深度可达1 000m,但是无法进一步测出空区的形态;对两种探测成果进行相互对比分析,取长补短,有效地提高采空区探测成果准确性和可靠性,为今后在采空区探测方面研究提供了技术支撑。     

基于因民铜矿隐伏采空区高密度电阻率法及EH-4探测技术研究

在因民铜矿的地表形貌特征及查明深部采空区的基础上,结合采空区地球物理探测方法,采用高密度电阻率法及EH-4对因民铜矿大劈槽矿段的隐伏采空区开展物探工作。数据解译显示,高密度电阻率法探测浅部空区成果与实际情况的匹配度高,可圈定采空区的空间形态;EH-4可探测空区的空间位置,有效深度可达1000m,但是无法进一步测出空区的形态;对两种探测成果进行相互对比分析,取长补短,有效地提高采空区探测成果准确性和可靠性,为今后在采空区探测方面研究提供了技术支撑。     

频率域电磁法在采空区探测中的应用

隐伏采空区的探测已成为近年来研究课题,采用无人机搭载发射装置,高空平面布置探测线和测点,克服在陡峭的山坡难以布置探测工作,消除地形地貌及其它条件对探测工作带的误差。对已知空区的探测和分析,验证了该方法的有效性和精确程度,为后续其它探测提供了频率域区间和参数校正。研究表明:此方法具有适用性强、工作效率高和精确度高优点,是一种可用于隐伏空区的探测方法,分析过程中可以辨别采空区变形情况。     

洛钼露天矿复杂采空区治理一体化技术应用

介绍了洛钼露天矿采空区探测、采空区稳定性监测和采空区处理一体化技术。洛钼露天矿采用高密度电法和地震映象法对采空区位置进行初探,再利用钻孔探测和三维激光探测方法对采空区赋存形态进行精确探测。利用微震监测技术对采空区稳定性进行全天候、实时和立体监测,在对矿山采区岩体稳定性微震量化评估、爆破震动对采空区稳定性影响和采空区治理前后稳定性监测等方面取得了很好的应用效果。采用碎石充填和控制爆破技术对不同采空区进行处理,并根据采空区的赋存特点和处理的难易程度,对采空区进行分类一次处理或分次处理。洛钼露天矿采用该一体化技术已经成功治理了大量采空区,保障了矿山的安全生产,对矿山的可持续发展有着重要的意义,对国内外相似矿山有重要的参考价值。     

废弃露天坑下复杂隐伏空区群综合探测及数字化建模

采用尾砂充填露天坑能够实现废弃露天坑地质灾害治理与尾矿综合利用的双重目的。针对废弃露天坑下隐伏空区群对露天转地下隔离矿柱安全稳定性影响大的问题，提出了废弃露天坑下复杂隐伏空区群综合探测及数字化建模技术。以大冶大红山矿为例，采用等值反磁通瞬变电磁法和微动地震法等综合物探方法，结合采空区现场调查成果，综合推断圈定了隐伏采空区20个，并通过布置钻孔验证了结果的准确性；采用GOCAD软件构建了露天坑地表与采空区综合地质体数字化模型，展现了采空区群空间赋存特性，测算出采空区体积共计55 350.64 m³,为露天坑隐伏空区群安全隐患治理与隔离矿柱的稳定性分析提供了支撑。     

基于CSAMT法的BIF型铁矿多层充水型采空区探测研究

针对金属矿山大深度隐伏充水型采空区探测技术难题,选择代表性的BIF型铁矿为突破目标,以其内发育的充水型采空区为研究对象,结合采空区充填介质类型及其地球物理识别特征研究成果,采用探测深度大、抗干扰能力强和分辨率高的CSAMT法进行探测分析,在重点区段布设了3条测线进行数据采集、处理、反演和解译验证。结果表明：CSAMT法可以准确识别BIF型铁矿内大深度隐伏充水型采空区存在引起的地球物理异常,并在地表以下110 m处验证存在充水型采空区。后期钻孔式三维激光扫描测量技术和采空区异常3D实体重建技术应用成果显示,探测区埋深80～300 m区域存在多层充水型采空区群,为井下铁矿未来深部扩展开采提供了安全保障,有助于实现对深部开采金属矿山水害的超前预警和安全治理。     

某铁矿山隐伏采空区精准探测方法

为消除采空区给铁矿山人员和生产带来的巨大安全隐患,对采空区精准探测方法进行了研究。在深入分析高密度电阻率法采空区探测工作原理的基础上,建立了采空区探测模型,据此总结出采空区在电阻率剖面图中所具有的高阻异常和电阻率突变的识别特征。以五台-吕梁地区某大型铁矿山采空区为例,进行了精准探测。根据采空区识别标志圈定了采空区异常的分布范围,采空区在探测成果图中有较明显的反映,电阻率异常特征与解译标志基本符合;钻探验证表明,通过高密度电阻率法可有效识别出采空区;结合采空区三维激光扫描成果,建立了采空区三维模型,精确地获取了采空区的空间特征信息。研究结果表明：采用高密度电阻率法圈定异常、钻探验证和三维激光扫描建模的综合探测方法可对铁矿山采空区进行高效、经济、精准探测。     

变电站下伏采空区安全稳定性分析北大核心

针对河南省平顶山市拟建变电站的安全稳定性问题,以变电站下伏采空区为研究对象,在明确变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,综合采用瞬变电磁法及钻孔探测对其进行研究;通过分析瞬变电磁探测得到的视电阻率纵向剖面和地层深度与视电阻率关系曲线可知在部分深度范围内存在低阻异常区域,分析视电阻率水平剖面进一步确定低阻异常区域的水平范围;由钻孔探测得到的钻孔深度与岩心率关系曲线可以准确确定较破碎岩层的深度范围。综合分析2种探测结果可确定采空区异常区域位于拟建区域的偏西部,变电站下伏采空区的安全稳定性存在不确定因素,为保证其能够安全稳定运营需采取有效的采空区治理措施。     

煤矿采空区瞬变电磁超前探测波场成像研究

常规井下瞬变电磁超前探测技术存在体积效应,仅能确定富水采空区的方位,难以对其边界进行精确探测,为了查明朝阳煤矿9101巷道掘进前方的采空区及其富水情况,基于矿井瞬变电磁超前探测方法,采用瞬变电磁超前探测波场成像技术进行处理,结果表明,同传统全空间数据处理视电阻率结果相比,瞬变电磁超前探测波场成像技术能够确定采空区富水边界位置,波场曲线幅值同含水采空区出水位置对应较好,采空区的富水边界位置同全空间波场成像结果更为吻合。     

多层采空区综合物探方法研究

随着开采条件的复杂化,煤层会存在2层或2层以上的采空区.为探查多层采空区存在条件下,预防煤层突水事件的发生,通过在山西朔州某矿区4 #煤层与9 #煤层的地面勘探数据分析,研究瞬变电磁法对多层采空区的响应特征.经对数据进行处理,绘制视电阻率平面图、断面图,结合地质资料和钻孔资料,并且与直流电法图件进行比较,可以推断出9 #煤层采空区的富水性强弱.探测结果表明,瞬变电磁法在地面探测多层采空区具有一定的效果,是解决煤矿水文地质问题的一种快捷、高效、安全勘查方法.     

露天煤矿井工采空区火区磁法探测研究

由于早期的小煤窑不规范开采,露天煤矿内形成了许多不规则的采空区,残煤自燃造成的采空区高温易引起爆破器材自爆等危害。准确确定采空区位置及属性、采空区内火区位置,对规避露天矿安全风险十分重要。通过分析煤层着火机理和特征,提出利用磁法探测火区的物探方法。利用傅氏变换的褶积转换原理对火区的磁异常进行解释。用加拿大GSM-19T型质子磁力仪对安家岭露天煤矿首采区3 km 2的重点区域进行了火区探测,分析了首采区19个磁异常点,通过综合分析确定了疑似火区,与实际相符,钻孔验证了磁法探测火区的可靠性。     

圈闭弧形越界采空区定向钻探技术应用

巷道掘进时为避免贯通小煤窑采空区发生透水事故会进行超前探测,但因小煤窑采空区呈不规则形状,使用传统施工普通钻孔进行超前探测,不仅工程量大、钻孔个数多、生产成本高,还影响掘进效率,因此采用定向钻孔探测较为适宜。利用定向钻可以改变轨迹方向的特性,对形状不规则的小煤窑采空区进行弧形圈闭定向探测,采用千米定向钻机双孔波浪形轨迹圈闭弧形小煤窑越界采空区技术,实现定向钻轨迹平面呈现弧形圈闭不规则采空区,轨迹剖面呈现波浪形正弦曲线,既满足了《煤矿防治水细则》对探放老空水时钻孔终孔位置平距不得超过3 m、垂距不得超过1.5 m的要求,达到无盲区探测,又减少了传统普通钻机频繁起吊搬运工作量和钻孔个数,此技术在国能神东煤炭集团有限责任公司哈拉沟煤矿(以下简称“哈拉沟煤矿”)22520工作面开切眼探测布袋壕煤矿越界采空区应用时取得良好的效果。     

三维激光扫描系统在平朔东露天矿采空区探测中的应用

为了精确查明空区形态、体积及边界条件等,首次引进C-ALS钻孔式三维激光扫描系统对该矿区进行了全面探测。实践证明,将C-ALS钻孔式三维激光扫描系统引入露天煤矿地下采空区探测,不但可实时地、科学地及合理地指导采空区探测钻孔施工,提高采空区探测效率,而且可以提高采空区安全性评价的准确性,节约了生产成本,有效避免了露天煤矿采空区坍塌事故的发生,对于指导露天煤矿的安全作业具有及其重要的意义。     

瞬变电磁法在煤矿老窑采空区积水探测中的应用

以某煤矿6-1采区为研究案例,根据采区地质水文及地球物理电性特征情况,合理在采取内容实施数据采集,对数据实施预处理后,从全域视电阻率断面图和全域视电阻率切面图2个角度实施煤矿老窑采空区积水探测分析。根据分析结果对采取1^#和2^#煤层采空区积水范围进行综合解释说明,最后采用钻孔探测法进行采取采空区积水情况验证分析,有效确认瞬变电磁法的应用价值。