老采空区勘查技术方法研究

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1、2015第10卷增刊2城市地质2015V01．10Z2doi：10．3969／j．issn．1007-1903．2015．z2．020老采空区勘查技术方法研究吴彬，李远强，张国华(北京市地质研究所，北京100120)摘要：老采空区往往无矿产勘查资料和历史矿产开采资料，圈定采空区范围，分析采空塌陷灾害发育程度，只能通过多方面的地质勘查技术手段确定。本文通过实例浅部采空区勘查工作总结研究，采用地质调查、地球物理探测，钻探等多种勘查技术方法，综合研究分析如何准确I1定采空区平面范围，并通过岩石力学实验与计算的

2、方法确定采空塌陷影响范圃，为老窑采空区边界和深度的准确判定，提供实际经验和理论上的支持。关键字：采空区勘查技术方法中图分类号：P642．26文献标识码：A文章编号：1007—1903(2015)Z2—0094-070序言1采空塌陷灾害地质背景由于各种矿产资源的开采，在地下形成了采空勘查区位于北京市门头沟区秋坡村，区内地层主区。特别是各种小煤窑的滥开滥采，导致许多隐性采要为奥陶系马家沟组、石炭系太原组、石炭系一二叠空区的存在，给人们的生产生活带来极大的影响，甚系山西组、二叠系石盒子组地层，地表有薄层第四系

3、至危及到人身安全【】l。老采空区多数缺乏开采的详细资覆盖。料，多数开采方式是个人或村集体开采，开采深度较含煤地层主要为石炭系太原组和石炭系一二叠系浅，没有详细的开采规划，在空间上确定开采区域和山西组。自上而下共含4层煤，其中石炭系太原组含2面积比较困难。在老采空区上进行规划建设，是需要层煤，平行不整合覆盖于马家沟组之上，顶板主要以详细确定采空区的位置、深度、厚度和影响范围等信灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩和页岩。石炭系一二叠息，需要对老采空区开展详细的勘查工作才能实现。系山西组含2层煤，整合覆盖于太原组之上

4、，其下部主目前没有单一的勘查方法与技术手段可以直接确定采要为微一中风化灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、含砾砂空区的分布，只能通过地面调查、地球物理勘探、钻岩和砾岩，夹煤线；上部为灰色、灰绿色厚层状砂岩探等多种技术手段综合对比分析推断采空区的各项特与薄层状粉砂岩互层，长石石英砂岩夹泥质粉砂岩。征。该地区煤层埋藏较浅，地表可见出露。本文通过对浅层老窑煤矿采空区实施的综合详细该地区煤矿开采历史已有百年，多为个人或村集勘查工作进行了总结与研究分析。主要总结分析了地体开采，开采深度约在l00m以内。由于受季节降水影面

5、调查、地球物理勘探、钻探等技术方法的实施要点响，很多窑口开采周期仅为1年，矿井充水后就又另起和各类方法的优缺点，并通过多种技术方法的对比验窑口。地表调查可见多处坍塌窑口，同时地表可见多证，推断出采空区的位置与深度。对采空区上方的覆处条带型塌坑和平行的地裂缝。由于无历史开采资料岩力学参数进行了实验与计算，得到推断的采空塌陷和矿产勘查资料，对于以往开采情况无从了解，需要三带影响区域。最后将计算结果与实际调查得到的结开展详细的地质勘查工作才能确定采空区的范围与分果进行了对比，在空间位置上得到了非常好的验证。布

6、【2]。作者简介：吴彬(1979-)，男，高级工程师，主要从事地质灾害勘查方面研究。E—mail：66553013@qq．corn．2015第10卷增刊2城市地质2015Vo1．10Z22．3钻探高，所能揭露的采空区范围有限，不能准确的圈定采在地质调查和地球物理勘探成果的基础上，布置空区边界。同时受钻孔工艺所限，在采空塌陷区取芯一定的钻探工作，可对地质调查的推断和地球物理勘率较少，有时不能直接判断是否已经钻入采空塌陷区探的解译起到验证作用。还是断裂破碎带。钻探是采空塌陷勘查技术必不可少钻探可直接查明某一

7、点位地层结构与岩性特征、的手段，但不是圈定采空区范围的充分条件。岩石破碎程度、岩土体工程地质特征、是否存在采空区及确定矿层或开采层的厚度等，同时测孔工作可提2．4初步推断采空区范围供地球物理勘探所需的岩层电性参数，见图6。综合地质调查、地球物理勘探和钻探的成果，可钻探工作的优势非常突出，是勘查方法的必要初步推断采空区范围。依靠地质调查判断采空区可能条件，是采空区勘查工作必不可少的工作内容，对于存在的区域，并将地表塌坑、裂隙等灾害发育位置确揭示采空区底板的位置非常重要，可直接区分某一点{姐l{憾品}定；依

8、靠地球物理勘探推断采空区地下埋深和边界；位的岩层垂向分层，如果矿层开采后未进行放顶，则用钻孔验证地质调查和地球物理勘探成果，并确定采钻探成果发现的空层厚度可经过角度计算得出开采厚空区塌陷情况、空洞厚度等准确信息。综合成果基本度。同时钻探可直接获取采空塌陷区岩体破坏情况，，可以初步推断采空区的平面位置、深度、厚度和覆岩通过多方面测井工作，可获悉采空塌陷区的水文情塌陷情况。门头沟秋坡地区采空塌陷勘查各类方法综况，为电法勘探提供直接的参考数据。钻