基于探地雷达原位试验的空区探测研究.pdf

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1、第31卷第5期矿冶工程VoJ．31No52011年lO月nININGANDMETALLURGICALENGINEERINGOctober20l1基于探地雷达原位试验的空区探测研究①金解放，赵奎(1．江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西赣州341000；2．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083)摘要：选用露天矿山边坡已揭露的空区进行探地雷达原位试验，利用媒质的介电常数以及电磁波在地下介质中的反射和衰减特性，结合空区露头的实际情况以及钻探资料对探测结果进行识别解释；进而归纳出该矿山边坡不同地质条件下电磁波反射特征。将原位测试得到的规律应用到该矿山其他位置处的空区探测

2、，并用现场钻孔和地质资料对其可靠性进行检验。研究结果表明，基于原位试验获取拟探测矿山的雷达资料解释电磁波在同一矿山空区及其围岩中的传播规律的方法可行。关键词：空区探测；探地雷达；原位试验；识别机理；露天边坡中图分类号：TU459文献标识码：A文章编号：0253—6099(2011)05—00o4—05StudyonMined．outAreaDetectionBasedonIn．situTestwithGroundPenetratingRadarJINJie．fang一．ZHA0Kui(1．SchoolofArchitecturalandSurveyingEngineerin

3、g，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，Jiangxi，China；2．SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China)Abstract：In—situtesteswithgroundpenetratingradar(GPR)wereconductedfortheknownmined—outareaunderopenpitslope．Utilizingpermittivityo

4、fmediumandattenuationcharacteristicofelectromagneticwaveduringitspropagationinheterogeneousundergroundmedium，detectiondatawereidentifiedandinterpretedbasedonthefieldobservationofout-cropsinmined—outareaanddrillingdata．Reflectioncharacteristicsofelectromagneticwavewereinducedunderdifferentg

5、eologicalconditions．Resultsobtainedfromin-situtestwereappliedtocavitydetectionforothersiteinthesamemine，andthereliabilityofdetectionresultswasverifiedwiththegeologicalanddrillingdata．Resultsshowthatitisfeasibletointerpretthepropagationofelectromagneticwaveinthemind—outareaanditssurrounding

6、rockswithobtainedradardatabasedonin—situtests．Keywords：cavitydetection；groundpenetratingradar(GPR)；in—situtest；identifyingmechanism；openpitslope露天矿山的边坡是否稳定关系到矿山能否安全高强度低、成本低、现场实施安全便捷、精度高等特效开采。对地下开采转露天开采的矿山，地下空区是点，得到了广泛地应用。。。导致该类型矿山边坡失稳的重要因素，早期民间掠夺岩体媒质影响电磁波衰减的因素有岩体岩性、结式开采形成的空区或原地采空区经过多次应力释放形

7、构面几何特性和空隙含水率J。利用探地雷达对露成的次生空区，矿山没有或不完全有其现状的详细资天边坡下空区进行探测时，边坡岩体的岩性、岩体的破料，不能确定这些空区的空间位置，在露天开采过程碎程度及岩体的含水率等形成了不同有耗介质，进而中，往往易发生空区顶板崩塌失稳。因此选用合适的使得电磁波在传播过程中具有不同的衰减特性和频散方法探测不明空区，确定其空间位置、体积大小、围岩特性。由于技术手段和经济成本的限制，绝大多数矿的破碎程度及顶板厚度，对露天矿山安全高效开采具山没有详细测量工程岩体的介电参数，应用探地雷达有重大的现实