安县郁山煤业公司采空区与物探异常区情况 一、矿井简介： 义煤集团新安县郁山煤业有限公司是义马煤业集团股份有限公司下属子公司，位于新安县县城西南6公里的郁山村。2008年11月以来，公司基本处于停产状态。2012年核定生产能力36万吨/年，矿区面积6.2087平方公里，开采标高＋350～-400米。截止2012年12月底，保有地质储量1581.4万吨，可采储量897万吨，尚可服务21年。矿井“六证”齐全有效。 1、矿井采用斜井分水平开拓方式。主、副斜井位于工业广场内，主井井口标高+372m，落底标高+172m，斜长580m;副井井口标高+372m，落底标高+172m，斜长560m;南风井位于井田南部，井口标高+373m，落底标高+180m，井筒斜长470m；二水平标高-20m。 2、矿区内地质构造简单，为一单斜构造，地层走向150°～190°左右，倾向240°～280°左右，倾角16°～28°左右。主要开采二1煤层，煤层厚度0～8m，平均厚度3m。矿井瓦斯等级为低瓦斯，根据我矿2011年瓦斯等级鉴定，矿井相对瓦斯涌出量为2.14m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.10m3/min，煤尘具有爆炸性，煤层自燃发火等级为：三级，无自燃倾向性煤层。 3、矿井水文地质条件中等，根据河南省煤田地质局物探测量队2010年6月编制的水文地质报告，影响煤层开采的含水层主要为顶板砂岩水和底板灰岩水，-400m预计正常涌水量约233m3/h，最大涌水量约350m3/h。目前矿井正常涌水量约80m3/h，最大涌水量约120m3/h，矿井深部开采时，受寒武纪灰岩含水层影响，水压增大，主要搞好疏
水降压、加固底板。采用物探与钻探相结合。 4、矿井为三级排水，一水平泵房主排水泵4台，型号为MD280-43*6；二水平泵房主排水泵三台，型号MD280-43*6；三3采区泵房（-150水平）三台，型号MD85-45*5。各水平泵房三阀二表齐全，满足一台工作、一台备用、一台检修的要求。 5、矿井第一水平标高为+172m，此水平目前无采矿活动。第二水平标高为－20m，目前本矿主要生产地点在二3采区和三3采区上部回采。本矿井老空区预计积水量17.2万方。其中主要分布在三2采区7.2万方，二水平南翼下山采区10万方。 二、矿井采空区与物探异常区 我矿是1958年建矿，所以采空区相对比较多，按时间和区域划分14处（后附明细表），总面积110.76万平方米，其中位于二水平南翼下山采区的9#采空区积水量10万立方，位于32采区的14#采空区积水量7.2万立方。除赵峪井与仙桃井采空区有少量积水外，其它采空区无积水。 根据地面瞬变电磁成果显示，我矿下部（23采区、21采区、南采区下山以下）异常区共计11处（后附明细表），总面积473729平方米。 附表1 采空区编号位置面积（万m2）1# 主副井以南17.6 2# 南翼风井以北 2.28 3# 南翼风井以南 4.05 4# 南翼风井以南，3#采空区下部。 1.0
采空区勘查项目勘查方案
二〇一七年三月
目录 一、工程概况 (4) （一）自然地理 (4) （二）区域地质概况 (4) （三）矿产地质 (6) （四）目的任务 (6) 二、勘查工作设计依据 (6) 三、整体工作思路 (7) 四、工作方法 (7) （一）瞬变电磁 (8) （二）地震勘探 (10) （三）高密度电法 (16) （四）钻探 (18) 五、勘查工作设计 (18) （一）工作量设计 (18) （二）勘查工作进度计划 (19) 六、近三年勘查工程一览表 (21) 七、单位资质证书 (21) 八、企业法人营业执照 (22)
一、工程概况 2017年棚改旧改工程共有3个地块。 项目场区为村民安置工程拟建场区，此类建设项目通常为20层以下的住宅楼。 （一）自然地理 项目场区地处山前冲积平原，地形较平坦。 区域内水系主要为巴漏河，区域内众多冲沟汇于巴漏河，巴漏河发源于市南部山区，向北流入小清河。流经矿区段基本常年有水，雨季流量较大。 该区气候属温带季风大陆性气候，日照充足，四季分明，夏季多西南风，雨季在7、8月份，年平均降水量610.4mm，年平均气温为12.9℃，全年无霜期197天。 该地区地震动峰值加速度0.05g,地震烈度6度。 （二）区域地质概况 1）地层、地质 （1）奥陶纪马家沟组: 为煤系地层的基底，分中、下统，缺失上统，为浅海相及泻湖相碳酸盐沉积。下部为白云质厚层结晶石灰岩，其中部含条带状燧石结核，中、上部为灰色或灰黑色致密厚层石灰岩，含珠角石、头足类化石。该层厚度在800m左右。 （2）石炭纪本溪组:厚50m左右 本区揭露此段地层钻孔少，参照邻区地层资料，本组地层分上、下两段。 上段：由深灰色泥岩和厚层状石灰岩组成，有时夹薄煤层，所夹徐家庄灰岩，厚度较大，岩溶发育,和奥陶系石灰岩共同构成本区煤层的充水、含水层。
采用综合物探和钻探方法 查明章丘矿山采空区 3 刘建胜,李树荣,王爱民 (山东省地矿工程勘察院,山东济南 250014) 摘要:采空区与围岩具有明显的波阻抗界面,为应用地震反射波法、瞬态面波法及电阻率测深法在采空区的勘测,具备了有利的物理前提和应用条件。通过现场钻探验证,揭示采空区的空间位置,对下步设计工作具有指导意义。关键词:矿区;采空区;综合物探;钻探;月宫桥;济南章丘中图分类号:P631.4+25;P631.3+22 文献标识码:A 1 工程概况及地质条件 S244省道月宫桥新桥址位于山东省章丘埠村 镇南2k m 西巴漏河河床上,旧桥已经不能满足经济发展的需要,济南市公路局拟在原桥西边扩建1座新桥,设计4跨5墩。据业主提供的有关信息,在新桥址处一采空区分布范围不明。为保证工程建设顺利进行,2006年6月,受业主委托,山东省地矿工程勘察院组成项目组进入工地,采用反射波法浅层地震、瞬态面波法和电阻率测深法3种物探方法,结合钻探方法对采空区进行了相关工作,并提交了该区 的工程勘察报告① 。 场区位于泰山断块凸起的西北缘,是一个以古生代地层为主体的N 斜单斜构造。区内中生代燕山活动强烈,以断裂活动为主,断裂及裂隙多为NNW ,NNE 向。 工作区位于西巴漏河河床,上覆地层主要为第四纪卵石及碎石层,最大厚度8.0m 以上;下部为石炭纪砂、泥岩,呈互层状分布,夹薄层煤和铝土矿,采空区推断位置应系采煤所致。 2 工作区地球物理特征 该区第四系与下覆的石炭纪砂泥岩层构成了明显的波阻抗界面,采空区与围岩也形成波阻抗界面。 当地震波遇到岩层采空区或破碎带时,地震波速明显减小,地震波振幅大为降低。该区水位约60m ,采空区处于水位以上,较其他围岩有较高的电阻率值,在曲线上呈现高阻畸变点。因此该区具备了应用地震反射波法、瞬态面波法及电阻率测深法在采空区的勘测物理前提。2.1 浅层地震反射波法2.1.1 方法及原理 浅层地震反射技术是利用人工激发的地震波在弹性介质不同的地层内的传播规律,根据勘探地震学的基本原理,只要不同介质或地质体间存在密度和地震波速度差异,就有应用地震探测的物理前提。测区内,因为当地开采煤矿形成了较多的采空区,其与围岩有不同的密度和地震波传播速度,即有波阻抗差 [1] 。 2.1.2 仪器设备及装置选择 该次地震勘探使用SE2404EP 综合工程探测仪,其主要技术参数如下: 通道数:24道;采样率:0.005～50m s;采样长度:512～16K;频带:0.1～5000Hz;前置放大器:16dB ,37d B;道间抑制比:≥100dB;谐波失真:≤0.05%。 野外采集时所采用的装置:6道数据接收采集,60Hz 检波器接收;经现场试验后确定采用道间距 第23卷第3期 山东国土资源 2007年3月 3收稿日期:2006 0825;修订日期:20070309;编辑:孟舞平 作者简介:刘建胜(1970-),男,山东招远人,工程师,主要从事水文地质及岩土工程勘察工作。 ①山东省地矿工程勘察院,S244省道月宫桥采空区工程地质勘察报告,2006年。
7 三维可视化技术 三维可视化(3D Visualization)技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。它是利用三维地震数据体显示、描述和解释地下地质现象和特征的一种图像显示工具。它可使地球物理学家和地质学家“钻入”到数据体中，更深刻地理解各种地质现象的发生、发展和相互之间的联系。 7.1 三维可视化技术概述 可视化技术是把描述物理现象的数据转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式，使人们能够观察到不可见的对象，洞察事物的内部结构。 可视化技术有两种基本类型：基于平面图的可视化(Surface Visualization)和基于数据体的可视化(Volume Visualization)，也称为层面可视化和体可视化。 层面可视化指的是地质层位、断层和地震剖面在三维空间的立体显示，其主要用于解释成果的检验和显示。 体可视化是通过对数据体(可以是常规地震振幅数据体，也可以是地震属性数据体，如波阻抗体或相干体)作透明度等调整，从而使数据体呈透明显示，其主要用于数据体的显示和全三维解释。 在体可视化解释中，常用技术有5种：体元自动追踪技术、锁定层位可视化技术、锁定时窗可视化技术、垂直剖面叠合可视化技术和多属性可视化技术。 (1) 体元自动追踪技术 追踪过程是从解释人员定义种子体元(Seed Voxel)开始的，体元追踪是沿着真正的三维路径追踪数据体，因此追踪结果是数据体而不是层位。图7—1给出利用体元自动追踪技术解释某油田含油砂体的过程，即从油层标定、种子点拾取、体元追踪到三维显示。 (2) 锁定层位可视化技术 利用已有的层位数据(或者层位数据做定量时移)作为约束条件，将目的层段的数据从整个数据体中提取出来，然后针对层段内部数据体调整颜色、透明度和光照参数，可以更有效地圈定地质体的分布范围，更准确地判断断层的延展方向
物探方法简介 一、瞬变电磁法简介 1、瞬变电磁法技术原理 瞬变电磁法（Transient ElectromagneticsMethod, TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。下图即为瞬变电磁法原理的图解。 2、瞬变电磁法应用领域 瞬变电磁法施工简便、低阻探测能力强、精度高、探测深度大（地面1000m、井下150m），井下、井上均可施工。具有许多传统直流电法不可比拟的优点，可应用于： ◆地下水探测。瞬变电磁法可用于找水、咸淡水区分、地下电性
分层、圈定地下充水溶洞； ◆寻找金属矿床； ◆煤层顶底板富水性探测、巷道迎头超前探、圈定煤层采空（塌陷）区； ◆陡倾角、断层、岩脉等地质构造探测。 二、高密度电法简介 其原理与普通电阻率法相同，不同的是在观测中设置了高密度的观测点，工作装置组合实现了密点距陈列布设电极，是一种阵列勘探方法，现场测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，增加了空间供电和采样的密度，提高了纵、横向分辨能力和工作效率。 在众多直流电阻率方法中，高密度电阻率法以其工作效率高、反映的地电信息量大、工作成本低、测量简便等突出优势，在物探领域中发挥着越来越重要的作用。主要应用于： ◆寻找地下水、管线探测、岩土工程勘察； ◆煤矿采空区调查，煤矿井下富水性探测； ◆水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测、建筑地基勘探； ◆涵洞和溶洞位置勘查、岩溶塌陷和地裂缝探测 三、矿井直流电法简介 主要应用于井下，其原理与地面直流电法相似，不同之处为：矿井直流电法属全空间电法勘探、采用本安防爆设备，它以岩石的电性
第一章 地震模拟技术 地震模拟技术是指用物理模型和数学模型代替地下真实介质，用物理实验和数学计算模拟地震记录的形成过程，以得到理论地震记录的各种方法和技术。 物理模拟 ：物理模拟是用一些已知参数的介质做成一定几何形态的模型来模拟地下地质结构，采用超声波模拟地震波，专用换能器模拟震源和检波器，将野外地震勘探过程在实验室内重现，得到理论地震记录的方法和技术。 物理模拟的优点是与实际情况接近，真实性和可比性高；缺点是模型制作和改变参数均困难、成本较高。 合成地震记录 制作合成地震记录的假设条件是： (1) 地下介质是水平层状的，无岩性横向变化，各层间密度变化不大，均可视为常数； (2) 地震子波以平面波形式垂直向下入射到界面，各层反射波的波形与子波波形相同，只是振幅和极性不同； (3) 所有波的转换、吸收、绕射等能量损失均不考虑。 制作合成地震记录的步骤是： (1) 获得反射系数 反射系数曲线?)(t R 波阻抗曲线),(ρv z 根据假设(1)，可用速度曲线代替波阻抗曲线。 通常用声速测井资料即可，但某些地区无声速测井资料，也可利用电测井资料获得声速资料(法斯特公式) 6/13)(102)(ρh h v ?= (1-1) (2) 地震子波的选择 选用不同的子波来制作合成记录，与井旁的地震道比较，选择最接近的一个。 (3) 不考虑多次波及透射损失情况 地震子波与地层反射系数的褶积为合成记录 )()(*)(t s t t b =ξ (1-2) (4) 不考虑多次波，但考虑透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-3) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑以上各界面透射损失的等效反射系数。 例如第n 个界面的等效反射系数为 )1()1)(1(212221ξξξξξ---=-- n n n n (5) 考虑多次波及透射损失情况 )()(*)(t s t t b =ξ (1-4) 式中 )(t ξ——t 时刻并考虑多次波与以上各界面透射损失的等效反射系数。 图1—3为合成地震记录的示意图。利用合成地震记录，对地震剖面上的地质层位
建筑场地老采空区勘察及处理方法引言 在过去的几十年中，由于煤炭资源的开采，在中西部地区的一些老能源基地造成了大规模、大范围的采空塌陷区，导致上覆岩体冒落、断裂和弯曲，使岩体力学强度降低，造成老采空区上方建筑地基的承载能力下降。随着西部大开发战略和基础建设的加速实施，随着小城镇建设的不断发展，由于可供建筑的地面严重不足，一些地区工业厂房和住宅楼不得不建在老采空区上方。在建筑物荷载作用下，有可能使原本处于相对平衡状态的冒裂带岩体重新活化，使冒裂带岩体再压密。地下残留空洞再冒落，导致地表产生附加移动和变形，进而使新建建筑物沉降，局部开裂、倾斜、直至倒塌。因此，开展对老采空区建筑地基稳定性评价及其变形破坏规律的研究工作，对老采空区建筑地基的处理，采空区建筑物的布置及其抗变形结构设计等都具有极其重要的理论和实际运用价值。目前，采空区建筑地基的处理一般采用灌浆技术，针对该项技术的研究和工程实践已有十多年的时间，取得了一定的成效，但是，由于对老采空区建筑物移动变形规律研究不够，一方面在采空区建筑地基处理设计中忽视了采空区的影响，留下了安全隐患;另一方面，使得采空区建筑地基处理设计的安全性偏高，增大了建设费用。根据大量资料表明，矿区停止开采以后，采动破碎岩体会进行长期的蠕动，地表会继续进行缓慢的移动变形。并且开采沉陷使采空区形成由残留空洞和破裂岩体构成的不良地质条件。考虑采空区上方建筑荷载有可能使得原本处于相对平衡状态的上覆岩层重新发生“活化”，从而威胁到建筑物的安全和稳定。因此，前期勘察中对采空区采深、采厚以及采空范围的划定就显得无比重要。在实际工程勘察中，由于建
筑场地范围大、地质异常区不清楚、钻探成本高等原因，导致直接采用钻探对建筑场地进行勘测经济成本高而结果不理想，文中主要探讨采用物探与钻探相结合的综合勘察方法，先划定物探异常区再进行钻探验证，旨在结合工程实例说明其可行性以及实际效果。 1老采空区现场勘测技术与方法 建筑场地工程地质采矿条件的调查，主要是收集包括地形地貌、地质构造、水文气象条件、采空情况等详细资料，并对矿区分布图、地貌图、地质柱状图等资料进行分析，采空区初步勘探工作步骤如图1所示。 2采空区综合物探与钻探验证 2．1瞬变电磁法勘探技术 瞬变电磁法属于主动性勘测方法，适合目标埋深50～600m，适合于复杂地形，具有自动化数据采集、施工难度小等特点，但容易被常见的导电体等因素干扰。老采空区中遭到破坏的上覆岩层的电阻率、密度、弹性等物理特征相对于完整覆岩发生的巨大改变，为使用物探勘测采空区提供了物理前提。瞬变电磁的工作原理:瞬变电磁法(TEM)，是一种时间域电磁法。其探测原理是在发送回线上加载电流脉冲击波，产生一个向地下传播的一次磁场，在受到地下不均匀介质的影响后将产生涡流，俗称“烟圈”。由于一次场的频率域较高，屈服深度小，衰减快，因此可以探测浅部地层。该“烟圈”在衰减过程中会产生二次场向地表传播，该二次场屈服深度大，能够反映深部地质的电性分布。由于实际地下介质电性不同，在视电阻率图上会产生异常现象，推断矿体、地下水、残留空洞等的位置。图2为瞬变电磁法在矿区的视电阻率剖面等值线图，可以清楚地反映地下采空区的空间位置特征。采空区的地质及其地球物理特征:根据
地面采空区沉降观测设计方案 一、设计情况说明 根据煤矿有关规定，煤矿采煤工作面对应的地面区域必须进行沉降观测，根据沉降观测数据确定地表的沉降程度。 我矿对地面采空区进行了沉降观测点位的布置，在地面北部、中部、南部各设置了一个控制点，作为沉降观测点使用。 二、沉降观测的相关知识 在沉降观测之前，由于采空区距离矿区控制点较远，为方便进行观测以及布点，特在矿区控制点的基础上，在采空区布设沉降观测点。 三、观测时间、方法和仪器 由于地表可能受到影响，因此在进行沉降观测前必须对沉降基准点进行监测，在无影响的情况下，方可进行沉降点观测。每二个月观测一次。 为保证沉降观测数据的精度，进行测量时仪器和测量方法必须一致，施测时必须做到“三固定”，即：固定仪器、固定观测人员、固定的基点和转点，以此减少观测误差，提高精度。日出或日落30分钟前后影响最大，避开此时间段进行测量，雨天严
禁作业。 由于地面的起伏变化较大，故决定采用经纬全站仪代替水准仪进行地面沉降观测。 四、测区特点 由于我矿区地面高低起伏变化较大，作业时会遇见大风、降雨等天气，因此测量工作较为困难。 五、测量标准 在采空区地表中间布设一条控制基线，同时作为沉降观测点使用，共计3个点。其中2个点向采空区两侧布设1个点，1个点在采空区中部，在进行沉降观测时，对其3个点进行观测。 由于采空区地表高低起伏变化较大，基本上为大型山坡，不利于水准测量，因此采用全站仪代替水准仪进行沉降观测。 利用全站仪进行三角高程测量。采空区地表沉降基准点和沉降观测点使用全站仪进行测放，保证沉降基准点的牢固性，同时对所有点进行坐标测量，找出相对位置，在以后的观测中，若发现点位位移，必须立即进行重新布设和测量。 六、数据对比分析 根据每次测得的沉降观测点的高程，分析采空区地面的沉降规律和沉降速度，根据这些规律采取措施，降低地面的沉降速度。
工程物探常用方法及技术 工程物探——工程地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。 按照勘探对象的不同，工程物探技术又分为三大分支，即石油工程物探、固体矿工程物探和水工环工程物探（简称工程物探），我们使用的为工程工程物探。 工程物探技术方法门类众多，它们依据的原理和使用的仪器设备也各有不同，随着科学技术的进步，工程物探技术的发展日趋成熟，而且新的方法技术不断涌现，几年前还认为无法解决的问题，几年后由于某种新方法、新技术、新仪器的出现迎刃而解的实例是常见的。它是地质科学中一门新兴的、十分活跃、发展很快的学科，它又是工程勘察的重要方法之一，在某种程度上讲，它的应用与发展已成为衡量地质勘察现代化水平的重要标志。 常用工程物探方法及特点 ①电法勘探：包括电测深法、电剖面法、高密度电法、自然电场法、充电法、激发极化法、可控源音频大地电磁测深法、瞬变电磁法等； ②探地雷达：可选择剖面法、宽角法、环形法、透射法、单孔法、多剖面法等； ③地震勘探：包括浅层折射波法、浅层反射波法和瑞雷波法； ④弹性波测试：包括声波法和地震波法。声波法可选用单孔声波、穿透声波、表面声波、声波反射、脉冲回波等；地震波法可选用地震测井、穿透地震波速测试、连续地震波速测试等； ⑤层析成像：包括声波层析成像、地震波层析成像、电磁波吸收系数层析成像或电磁波速度层析成像等； 地下管线探测 主要检测内容： （1）金属管线探测 地下金属管线适宜用管线探测仪和探地雷达进行探测，管线仪对于金属管线探测具效率高、仪器轻便、结果准确等优点；探地雷达可用于埋深较大和密集管线的探测。 （2）非金属管线探测 目前地下非金属管线探测的首选方法是探地雷达。探地雷达具有连续无损探测、高效、高精度、易反演解释等优点。 使用探地雷达具有独特的天线阵技术，可以极大提高探测结果的精度和有效性。 考古探测 利用地下古代遗物与周边物质的物性差异，采用地球物理勘探手段对它们的平面位置、埋深、分布范围进行调查。利用雷达多天线阵列技术，探测的精度高，在小面积精确定位方面有无可比拟的优势；磁法探测能更快、更大面积地揭示地下遗址的面貌，结合已经为考古发掘与考古调查所认识的部分，加以典型影像校正，能更完整地认识遗址的全貌。 主要应用于找出遗址内土城墙、壕沟、坑、柱洞、房屋、墓穴等的位置及分布情况。 成都建测科技有限公司拥有领先的无损检测设备与检测系统方案，主要提供工程物探设备、基桩检测设备、建筑检测设备、路基基坑监测设备。
采空区综合物探技术方案 一、技术路线 充分搜集矿山地质勘查及开采状况资料，对各类资料进行分类整理及深入研究，并结合地面调查，确定重点勘查区（段）和调查工作内容。具体路线为：资料收集→地面综合调查→重点地段地形测绘→地球物理勘探→施工设计→治理工程施工和监理→竣工验收→项目总结。 二、工作方法 1、资料收集 在收集过程中既要做到全面又要保证资料的针对性和实用性，在此基础上深入分析研究所收集到的资料，进行二次开发利用，避免投入不必要工作，确保有限的资金得到有效利用。为此，须全面收集以往开展的水、工、环研究成果，地质矿产、物化探成果以及矿山环境恢复治理经验等方面的系统资料。 ①地形地貌、气候条件、区位优势、居民状况、交通及经济概况、土地利用及规划等背景资料； ②区域地质环境条件资料：包括区域地质、矿产地质、水文地质、工程地质及环境地质等； ③矿产资源及其开发状况资料，包括探矿权登记数据库和采矿权登记数据库等； ④矿业活动对地质环境影响方面的有关调查资料； ⑤矿区地质环境恢复治理资料，包括现状治理面积，达到的治理效果，产生的社会经济效益等。 2、综合调查 综合调查针对矿区及附近地质灾害易发区及其生态环境问题严重 区进行，重点调查历史上民采活动集中、生态环境问题突出地段，为治理工作的具体施工奠定坚实的基础调查面积1km2。主要工作内容： ①进行全区地表调查，查明地表微地貌特征。 ②在查清区内地层、岩性、地质构造特征及岩土体空间分部规律、结构类型、工程地质条件的基础上，调查历史及目前采空塌陷、地质地貌景观破坏的现状、产生条件、发展演变过程等内容。 ③调查区内地下水资源分布特征，开发利用现状，地表水以及客水资源的工程分布、开发利用规划等，确定治理区水源条件。 ④进行治理区及其周围生长植物的适宜性调查，筛选优势树种。 地面调查技术要求如下： ①以1:2000~5000地形图为工作手图，主要采用线路穿越法，对重要地质地貌界线可辅以追索法，采用定点描述与沿途观测相结合的方法，原则上垂直于地质地貌单元布设调查线路。
1、治理方案选择 依据《矿山开采沉陷学》理论及煤矿“三下”采煤经验，结合国内多个采空区治理工程实践，通常采用条带式注浆法和全胶结注浆法。 条带式注浆法是在采空区影响范围内，在采空区形成类似煤炭系统的“保安煤柱”，起着支撑采空区及上覆岩层的作用，该方法材料用量较小，但施工相对复杂。 全胶结注浆法是在采空区影响范围内，按一定孔距和排列方式，布设足量的注浆孔，用钻机成孔，通过注浆泵、注浆管，将水泥粉煤灰浆注入采空区及上覆岩体裂隙中，浆液经过固化，胶结岩层裂隙带，同时采空区的浆液形成的结石体对其上覆岩层形成支撑作用，阻止上覆岩层的进一步冒落塌陷。全胶结注浆法已在国内多个采空区治理工程中取得了成功的经验，该方法施工相对简单，安全性高，施工工艺成熟，施工易于管理，但缺点是材料用量较大。 两种方法比较，本次注浆采用全胶结法。 2、采空区注浆治理范围 2.1采空区治理长度 治理长度为铁路路线走向上采空区（空洞）实际分布长度。当采空区煤层较厚，地表变形破坏严重，采空区治理长度应考虑增加覆岩移动角影响范围内的治理长度。 2.2采空区治理宽度 采空区治理宽度可按如下公式计算：
①倾斜岩层时路线与岩层走向平行或者斜交： L=D+2B+（2h ctgφ+H下ctgβ‘+ H上ctgγ’） ②水平岩层时： L=D+2B+2（h ctgφ+H ctgδ） 式中：L——垂直铁路中线的水平方向宽度（m）； D——铁路路基底面宽度（m）； B——路基维护带一侧的宽度（一般为10m）； h——上覆松散层厚度（m）； H——采空区上覆基基岩厚度（m）； φ——松散移动角（°），一般取45°； δ——走向方向采空区上覆基岩移动角（°）； β‘——下山方向采空区上覆基岩移动角（°）； γ’——上山方向采空区上覆基岩移动角（°）； 2.3采空区治理深度 采空区治理深度一般不小于采空区底板深度。 4、采空区注浆体积与注浆量 采空区空隙体积为拟处理采空区范围内的矿层体积乘以回采率，并扣除采空区因顶板冒落已经产生的变形。 全胶结注浆治理的实质就是以水泥粉煤灰浆液对采空区空隙体积进行充填和固结。 总注浆量可按下式估算： C V K m S A Q η??? ? ? ? =
采空区勘查项目勘查方案 二〇一七年三月
目录 一、工程概况 (3) （一）自然地理 (3) （二）区域地质概况 (3) （三）矿产地质 (4) （四）目任务 (5) 二、勘查工作设计根据 (5) 三、整体工作思路 (5) 四、工作办法 (6) （一）瞬变电磁 (6) （二）地震勘探 (8) （三）高密度电法 (13) （四）钻探 (15) 五、勘查工作设计 (15) （一）工作量设计 (15) （二）勘查工作进度筹划 (15) 六、近三年勘查工程一览表 (18) 七、单位资质证书 (18) 八、公司法人营业执照 (19)
一、工程概况 棚改旧改工程共有3个地块。 项目场区为村民安顿工程拟建场区，此类建设项目普通为20层如下住宅楼。 （一）自然地理 项目场区地处山前冲积平原，地形较平坦。 区域内水系重要为巴漏河，区域内众多冲沟汇于巴漏河，巴漏河发源于市 南部山区，向北流入小清河。流经矿区段基本常年有水，雨季流量较大。 该区气候属温带季风大陆性气候，日照充分，四季分明，夏季多西南风，雨 季在7、8月份，年平均降水量610.4mm，年平均气温为12.9℃，全年无霜期197 天。 该地区地震动峰值加速度0.05g,地震烈度6度。 （二）区域地质概况 1）地层、地质 （1）奥陶纪马家沟组: 为煤系地层基底，分中、下统，缺失上统，为浅海相及泻湖相碳酸盐沉积。 下部为白云质厚层结晶石灰岩，其中部含条带状燧石结核，中、上部为灰色或灰 黑色致密厚层石灰岩，含珠角石、头足类化石。该层厚度在800m左右。 （2）石炭纪本溪组:厚50m左右 本区揭露此段地层钻孔少，参照邻区地层资料，本组地层分上、下两段。 上段：由深灰色泥岩和厚层状石灰岩构成，有时夹薄煤层，所夹徐家庄灰岩， 厚度较大，岩溶发育,和奥陶系石灰岩共同构成本区煤层充水、含水层。 下段：由杂色粘土岩，铁质岩，及浅灰色砂岩构成。 （3）石炭—二叠纪太原组:厚162m左右 本组地层为典型海陆交互相沉积,重要由浅灰色砂岩、粘土岩和深灰色粉砂 岩、泥岩及薄层石灰岩构成,含薄煤8-10层，7、9、10-3煤层较稳定。
采空区地球物理勘探技术方法 发表时间：2018-11-27T17:37:34.883Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：张家瑜[导读] 煤矿采空区对铁路工程设施安全有不良的地质影响，如地面沉降、地层的水平移动及变形、地面开裂、构筑物下沉等。 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆市 400039 摘要：煤矿采空区对铁路工程设施安全有不良的地质影响，如地面沉降、地层的水平移动及变形、地面开裂、构筑物下沉等。其中，小煤矿的不合理开采和越界开采，对已建和拟建工程设施存在极大的安全隐患。为了减少采空区的危害，并且采取相应的治理措施，首先需要采用适宜的物探方法来准确判定采空区的位置及规模。 关键词：物探技术;采空区;勘查;应用;分析 引言： 对于采空区勘查作业而言，各种物探技术的应用优势及适用性有所不同。特别是对于地质条件相对复杂的采空区勘查作业而言，应当在条件允许的情况下尽量选取综合化的物探方式，确保采空区勘查作业的有效性与精确性。 1 采空区形成机理 地下矿层采空后形成的空间称为采空区。当采空区出现后，打破了原有的应力平衡，上覆岩层失去支撑，产生移动变形，直到破坏塌落。采空区塌陷后，形成采空塌陷区。以煤层采空塌陷区为例，可将它分为3个带:①垮落带:煤层采空上部岩层出现坍落;②断裂带:冒落带上方岩体因弯曲变形过大，在采空区上方产生较大的拉应力，两侧受到较大的剪应力，因而岩体出现大量裂隙，岩石的整体性受到破坏;③弯曲带:裂隙带以上直到地面，在自重应力作用下产生弯曲变形而未破裂。 2 地球物理勘探技术 地球物理勘探技术作为原位测试方法，具有简单、快速、易大面积施测等特点，是岩土工程勘察中的一种重要手段。物探方法种类繁多，包括电法、磁法、地震法、放射法等等，因此如何从中选取信息量最大的、最可靠的方法和确定其应用顺序，如何分配各种方法的经费以获取最大的效果就成为首要的问题。由于各种方法都有其特点、一定的适用条件和应用范围，而对于采空区的探测，电磁法是较好的方法，电磁法又分多种，针对翁福磷矿穿岩矿段地下采空区的特点，根据该区地质地球物理条件，本次物探工作选用的物探方法有低频地质雷达勘探和瞬变电磁法（TIMEELECTRIMAGNETICMETHOD，简称TEM）勘探。 3 适宜物探方法的选取 3.1前期工作 (1)收集了解当地矿层的分布、层数、厚度、深度、埋藏特征，以及上覆岩体的岩性、构造等地质信息。 (2)收集矿层开采的范围、深度、厚度、时间和方法等信息。 (3)进行现场踏勘，确定地表的变形特征和分布。 (4)确定采空区周围的抽排水情况。 3.2选取物探方法 根据采空区地层条件及其地球物理特性，并且结合前期工作所取得的资料，选择最优的物探方法，表一是一些采空区常用的物探方法。选择合理的物探方法，不仅可以节省成本，提高工作效率，最重要的是使所得结果精度高并且更符合实际。 表1常用的采空区物探方法 3.3验证物探成果 (1)物探成果可以指导钻探工作的布置，做到有的放矢，从而避免了盲目布孔的浪费，缩短了勘察周期。 (2)钻探工作也同样是对物探成果的验证:采用清水循环钻进，在某一段内漏水严重或钻探过程中有掉钻、卡钻等异常情况发生，即验证了采空区的存在。 (3)综合对比分析物探与钻探成果会使勘察效果更好。 4采空区勘查作业中物探技术的应用分析 4.1瞬变电磁法的应用分析 现阶段瞬变电磁法应用较为普遍与广泛的仪器设备为基于轻型专业的TEM设备，此类型设备最为显著的应用优势体现在其较高的自动化水平、较高的抗干扰能力以及持续性的监督控制。更为关键的一点在于:在物探作业过程当中，结合采空区实际情况所生成的相关数据信息能够借助于微机控制得以完整性储存，以备调用及回放。在本文所列举的采空区勘查作业实际情况当中，勘查作业的实现需要在中心回线装置的辅助下予以完成。实践应用过程当中发现:这种同点装置能够确保与采空区地质勘查对象耦合属性的最优化，在简化响应曲线的同时具备更为优越与稳定的接收电平。为确保瞬变电磁法应用过程中所选取的装置能够充分符合采空区勘查作业实际要求，需要通过综合比选的方式予以确定。 4.2地质雷达法勘探的应用分析 地质雷达也称探地雷达，利用高频电磁波束在波阻抗界面上的反射来探测有关的目的物。具体工作时，发射天线和接收天线紧贴地面，由发射机发射短脉冲电磁波经发射天线辐射传入大地，电磁波在地下传播过程中遇到介质的分界面后被反射或折射，反射回地面的电磁信号被接收天线接收，根据反射回信号在时间坐标上的传播时间和相应的振幅相位变化特征，即可以判读界面的存在深度及其电磁相应性质。 对于地质雷达资料的定性解释，一般来说，在实测的地质雷达剖面上，如果以入射的电磁波脉冲为正方向，出现反相反射，意味着电磁波遇到了介电常数高的介质（如从空气入射到地下介质）若出现同相反射，意味着电磁波从介电常数大的介质进入介电常数小的介质（如从地下岩体进入采空区空洞时）。
矿井采空区防治水方案及安全技术措施 为进一步加强煤矿防治水工作，有效防止水害事故发生，结合我矿实际，特制定本矿井采空区防治水方案及安全技术措施。 一、矿井概况 海湾煤矿位于陕北侏罗纪煤田神北矿区海湾井田内。井田内除海湾煤矿外，还有内蒙古伊泰集团有限公司神木二道峁煤矿（已关闭）、神木县孙家岔镇阳崖煤矿、神木县孙家岔后塔煤矿（已关闭）、神木县孙家岔镇大湾煤矿、神府经济开发区王才伙盘煤矿等国有、地方小煤矿（见矿权设置示意图）
二、矿井及周边老窑水分布状况 海湾煤矿2012年6月前，主要开采5-2煤层，2012年6月后计划开采4-2煤层，目前处于4-2煤层的开采阶段。但是井田范围内及其周边生产小矿12个，主要开采的煤层以2-2煤层、3-1煤层、4-2煤层、5-2煤层（表1-1、图1-2），经长期的开采已经形成大面积的老空区。3-1煤层、4-2煤层、5-2煤层采空区基本上已经大面积积水，积水深度一般在0.4～0.7m左右。 表1-1 海湾井田及其周边小矿开采煤层统计表 5-2煤层采（老）空区，井田范围内自身开采的采空区主要位于井田南部，周边小矿开采的范围主要位于井田东南部以外的三道峁、燕家塔和神广煤矿井田范围内，总积水面积2647244.40m2，总积水量178846.88～312982.04m3（表1-2、图1-3）。 表1-2 海湾井田及其周边小矿5-2煤层采（老）空区积水统计表
三道峁煤矿427440.49 0.40 0.70 170976.20 299208.34 燕家塔煤矿447117.21 0.40 0.70 159711.07 279494.37 神广煤矿233574.06 0.40 0.70 93429.62 163501.84 海湾一井1539112.64 0.40 0.70 615645.06 1077378.85 总计2647244.40 0.40 0.70 178846.88 312982.04 图1-3 海湾井田及其周边小矿5-2煤层采（老）空区积水范围示意图4-2煤层老空区积水主要位于哈特兔、大湾和后塔煤矿井田范围内，总积水面积1395421.38m2，总积水量558168.55～976794.97m3（表1-4、图1-4）。 表1-4 海湾井田内4-2煤层采空区积水统计表 井田名称积水面积（m2）积水深度（m）积水量（m3）
中国神华神东煤炭集团 神山露天煤矿采空区安全回采实施方案
编制说明 中国神华神东煤炭集团神山露天煤矿由原井工开采技改为露天开采。井工开采时采用房柱式采煤法，开采参数为煤房5m，煤柱5m。露天开采后，采空区位于开采范围内，为了提高资源回收率，对原井工残留煤柱进行回收开采，神山露天煤矿委托神华（北京）遥感勘查有限责任公司对5-1煤范围用高密度电法进行了探测，采空区面积约30.22hm2;由原金烽煤炭分公司提供了4-1煤井上下对照图，采空区面积近约14.09hm2;另委托中煤国际武汉设计研究院对4A、5A平台承载厚度进行了计算。为了保证开采安全，并保障员工在生产作业过程中的人身安全，结合采空区实际情况及近期采空区作业现状，特制定本安全回采实施方案。
神山露天煤矿采空区安全回采实施方案 一、采空区作业安全管理机构 （一）采空区作业安全管理小组 为了贯彻落实采空区安全回采实施方案，保障煤矿安全生产，及员工生产作业期间的人身安全，成立神山露天煤矿采空区作业安全管理小组，各成员如下： 组长：矿长 副组长：生产副矿长、总工程师、安全副矿长 成员：生产技术办主任、安管办主任、机电办主任、采剥队队长、穿爆队队长、机电队队长、驻矿地测站站长。 （二）安全管理小组成员岗位及部门职责 组长：负责采空区作业的全面管理。 副组长：对采空区作业的实施方案的科学性、合理性进行把关，协助组长进行全面管理。 生产技术办：负责采空区安全回采实施方案的日常执行管理工作，协助日常监督工作，负责本方案的制定、修改及完善工作。 各生产区队：负责组织本队员工认真学习本安全回采实施方案，并在生产中严格执行。 安管办：负责监督本方案的落实情况，及时制止生产中存在的不安全行为，并对本方案提出安全生产的意见和建议。 采空区管理是神山露天煤矿安全生产管理中极为重要的部分，要
煤矿采空区地面综合物探方法 发表时间：2018-12-28T10:09:04.057Z 来源：《防护工程》2018年第28期作者：钱志强[导读] 比如:采空区边界范围分布不明确、地形复杂、采空区大面积积水等,需将多种物探技术综合应用。 北京勘察技术工程有限公司北京 100193 摘要：对煤矿采空区进行地面物探通常会有多种问题交叉存在,比如:采空区边界范围分布不明确、地形复杂、采空区大面积积水等,需将多种物探技术综合应用。 关键词：煤矿采空区；地面；综合物探；方法 1物探方法概述 1.1探地雷达法 该方法应用高频电磁波,通过宽频带短脉冲的方式,从地面经天线向地下传输电磁波,通过地层或地质异常体反射之后,重回地面,然后由接收天线进行接收。其优势为,持续性好,能够推断介质结构,且分辨率高,能够进行无损检测,适用于极浅采空区。 1.2高密度电阻率法 该方法以岩石电性差异作为基础,能够快速、自动采集野外数据,工作效率高,且成本低,采集的信息丰富;该方法适用于地形比较平缓的浅层采空区;在无水采空区效果突出。 1.3瞬变电磁法 该方法以一个不接地的回线或磁偶极子向地下发射脉冲电磁,以此充当激发场源,然后基于一次脉冲电磁场间歇过程对线圈加以利用,通过接地电极观测二次涡流场的空间分布特征和时间特征,对采空区涉及的物性及几何特征进行解释。优势是分辨率高、体积效应低、工作效率高;适用于采空区埋深<600m以及基岩大面积袒露的区域。 1.4地震法 地震法是利用介质间的波阻抗差异来进行探测的,当介质间的波阻抗差异越大,反射波的能量越强;反之波阻抗差异越小,反射波的能量越弱。正常煤层由于与顶底板围岩波阻抗差异大,能形成能量较强的反射波;采空区由于煤层连续性发生破坏,反射波能量明显减弱或消失,反射波频率偏低、波形出现缺失、跳跃、紊乱或畸变现象。煤矿采空区地震法探测主要分为浅层二维地震和三维地震,其中浅层二维地震法适用于地形较为平缓的浅层采空区勘查,三维地震适用于中深~深部采空区探测。实践表明,地震法适用于采空区地表无松散层、声音干扰较小的区域,不受地面导体或高压线的干扰,对于房柱式采空区勘查具有明显优势。近年来还发展了四维地震勘探技术。 1.5可控源音频大地电磁法和音频大地电磁法 可控源音频大地电磁法(CSAMT)和音频大地电磁法(AMT,代表性的为EH4电磁成像系统)均属于频率域电磁法,其中CSAMT由低频到高频全部采用人工场源、受场源影响收发距较大(一般5~10km)、测点分布需平行于供电电极AB方向、施工效率高;而EH4仅在高频段采用人工场源、收发距较短(400~500m)、测点布置灵活、因需频繁移动发射站点且进行张量测量,精度较高但施工效率低。实践表明,CSAMT和EH4适用于中深采空区-深层采空区勘查,但易受地面导体或高压线的干扰。 2煤矿采空区地面综合物探方法应用分析 2.1极浅采空区物探方法的选择 极浅采空区使用的物探方法有两种:(1)探地雷达法。针对采空区边界范围进行探测,通过单点测量方式将线距控制在10m范围内,点距控制在2m范围内;如探测区域地形平坦,可以实施连续测量;(2)高密度电阻率法。针对采空区及其富水性进行探测,大多数情况下选择温纳装置,线距控制在10m范围内,点距控制在2m范围内。采用高密度电阻率法进行煤矿采空区探查优势比较明显:首先能同时进行多电极测量,费用低廉且效率高,但也有其局限性,该方法对于高阻体中寻找低阻目标体的分辨率比较高,但是对高阻体中寻找高阻目标体的分辨率却比较低,针对该问题,在利用高密度电阻率法进行探查的基础上,进一步使用探地雷达法对难以分析解释的异常区进行更细致的调查,以获取目标区更精确的地质信息。 2.2浅层采空区物探方法的选择 在浅层采空区,可以使用浅层地震法对采空区的边界范围进行探测,此过程需利用机械震源及锤击,主测线距在20m范围内,联络测线距在100m范围内,道距在5m范围内;针对采空区及其富水性,可利用高密度电阻率法以及瞬变电磁法,将线距控制在20m范围内,点距控制在10m范围内。瞬变电磁法在进行采空区探查过程中不受地形影响,且对高阻层和低阻层分别具有高穿透力和高分辨率,工作效率高。而浅层地震法操作灵活采样间隔小,相对瞬变电磁法他能有效反映煤矿采空区的地质状态。 2.3中深采空区及深层采空区物探方法的选择 在中深采空区,针对采空区及其富水性,可采取三联物探方法,即“地震法+瞬变电磁法+可控源音频大地电磁法与音频大地电磁法”,对采空区边界范围主要采用地震法探测,将主线线距控制在40m范围内,联络线线距控制在200m范围内;富水性采空区采用瞬变地磁法、可控音频大地电磁阀与音频大地电磁法探测,将线距控制在40m范围内,将点距控制在20m范围内。 在深层采空区,使用四联物探方法,即:“地震法+瞬变电磁法+可控源音频大地电磁法与音频大地电磁法+大定源瞬变电磁法”,针对采空区边界范围利用三维地震法进行探测;针对采空区及其富水性,利用瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法与音频大地电磁法进行探测,将线距控制在60m范围内,将点距控制在30m范围内。 3煤矿采空区地面综合物探方法优化 3.1极浅采空区 宜采用探地雷达法和高密度电法。探地雷达法主要探测采空区边界范围,采用单点测量方式时,线距不大于10m,点距不大于2m,地形平坦区域可采用连续测量;高密度电法主要探测采空区及其富水性,多采用温纳装置,线距不大于10m,点距不大于2m。 3.2浅层采空区
建筑 采空区详细勘察设计方案 一、勘察目的与任务 1、进行采空区勘察，查明采空区的范围、埋置深度、充填情况等。 2、查明场区内岩土体物理力学性质。 3、对采空区地基稳定性进行分析评价。 4、针对采空区进行采空区治理施工方案设计。 二、勘察范围确定 根据场地局限性条件，确定勘察范围为：东至规划边界，南至规划边 2 界，西至路内边界，北至路内界，勘察面积为 39467m。见钻孔布置图。 三、勘察工作方法 （一）钻探 按照行间距 50m，孔间距 50m网络布孔，共布孔 26个。第四系开孔 孔径为 108mm，岩层孔径为 75mm，设计孔深 160m，工程量总计 4160m。26个勘察孔第四系下 108套管防坍塌，对其进行保护预留，待治理时兼 做灌浆孔。套管总计 260m。见钻孔布置图。 （二）地球物理勘探 对钻孔拟采用的地球物理勘探工作有电测井、声波测井、放射性测井、井斜测井。地球物理勘探钻孔不少于总钻孔数的三分之一，为 9个孔，共计 1440m。 电测井 :划分地层，区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度，确定 含水层位置和厚度，测定地层电阻率。 声波测井：区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度，测定地层的孔
隙度，研究岩土体的力学性质。 放射性测井：划分地层，区分岩性，鉴别裂隙破碎带，确定岩层密度 和孔隙度。 井斜测井：测量钻孔的倾角和方位角。 （三）井内摄像 对全部钻孔进行井内摄像，共计 26孔。观测全孔破碎带、裂隙发育 情况、采空塌落情况、采空充填情况、采空剩余孔隙率。 （四）室内试验 每层取土样一组，取样孔不少于总孔数的六分之一，土样约 40组。岩样每大层一组，采空区顶板取样一组，岩样约 64组。 土的物理力学性质：常规试验。 岩石物理力学性质：颗粒密度、风干 /饱和抗压强度、风干 /饱和抗剪强度、风干 /饱和弹模 +变模。 四、建立三维模型 根据钻孔资料建立采空区三维空间模型。 五、地基稳定性评价 对采空区进行地基稳定性评价，建筑适宜性评价。拟采用附加应力法 对地基稳定性进行评价。 附加应力法是以建筑物荷载影响深度与采空区冒落裂隙带发育高 度是否重叠来确定建筑物层数、判断采空区地基稳定性的方法。 冒落裂隙带发育高度与建筑物荷载影响深度之间存在三种情况，其中建筑物荷载影响深度是由地基产生的附加应力决定，即当地基中附加应力