基于GPS静态定位法监测数据分析与塌陷特征认识

以采矿工程资料及塌陷区地面变形调查为基础,通过在华亭采煤沉陷区东峡煤矿区部署GPS监测桩,对地表沉陷变形采用静态定位法进行监测,并采用统计图示的手段对监测数据进行统计分析。结果表明:测区范围内垂直移动及沉降量由西向东、由南向北逐步增大;水平移动方向总体指向采空区方向,塌陷边缘地带水平变形小,越接近采空区移动量越大,水平移动变形越大;无论是垂直移动变形还是水平移动变形或是倾斜等监测数据显示,测区内由北向南其地表塌陷程度明显增强,与采煤工作面从北向南推进,采空区逐步向南发展所产生的岩移塌陷规律相一致。测区内地面塌陷垂直移动变形总体呈正态沉陷规律,各地段表现出时空上的差异沉降现象;而水平移动的方向及变形量也有差异性,反映出煤矿采空地面岩移塌陷的复杂性。地面塌陷总体受控于地层岩性、构造条件、采矿方式及采空区大小等,而降雨也可能是地表移动变形的重要影响因素。     

日晖油页岩矿区地面塌陷预测分析

在调查区内现存地面塌陷的基础上,根据采空区分布及相关数据,分析计算采空区影响范围及程度.采用概率积分法计算地面的移动和变形值,从而绘制出地面塌陷沉降等值线图,为当地政府采取防治措施及进行相关决策提供依据.     

徐州城市规划区煤矿采空区稳定性评价

徐州城市规划区内由于大规模的煤炭开采,采空区分布面积较广,随着城市建设的发展,土地资源日益紧张,煤矿采空区土地成为煤矿区可持续发展的重要自然资源。开展采空区稳定性评价,是煤矿采空区土地利用的前提。本文针对徐州城市规划区内大面积的煤矿采空区,建立了采空区稳定性评价指标体系,采用敏感因子—一般因子评价模型对采空区稳定性进行综合评定,最终划分出不稳定区、基本稳定区和稳定区。     

地球物理探测技术在北京门头沟小窑采空区勘查中的应用

门头沟是北京地区的主要产煤区,地下有许多煤层采空区,其变形破坏可在地表引起比较严重的地面塌陷、地裂缝以及滑坡等地质灾害,对公路及建筑物等造成严重破坏。在采空区探测方面,物探方法因其精确、高效、施工方便且对地表无破坏性等优势而成为一种常用的重要手段。但针对一个特定的地区,采取不同的物探方法或不同的技术参数,其探测效果大不相同。本文在北京门头沟棚户区改造项目前期勘查工作的基础上,结合工程实例,对区内小窑采空区的变形特征及地球物理特征进行了认真分析,并对不同的物探手段在小窑采空区探测方面的应用和效果进行了初步探讨,这对今后有效开展采空区勘查工作具有一定的指导意义。     

瞬变电磁法在彬州市某煤矿采空区勘查中的应用

采用地面瞬变电磁法对拟建搬迁安置小区是否存在煤矿采空区进行勘查,运用未充水采空区、充水采空区分别在视电阻率断面图上呈现相对高阻、低阻异常的地球物理标志,结合地面地质灾害调查成果,较为准确的确定了彬州市某煤矿采空区具体位置,并推断塌陷过渡带范围。     

胶济线东营疏解线煤矿采空区地面塌陷机理及安全性评价

通过收集胶济线东营疏解线下伏9个煤矿采空区的规模、埋深及地面塌陷资料,分析了区内地面塌陷机理,对东营疏解线建设的可行性及安全性进行了评价。     

湖南宁乡煤炭坝镇富家村岩溶地面塌陷成因分析及防治建议

本文依据岩溶地面塌陷理论对宁乡煤炭坝镇富家村岩溶地面塌陷的成因、发展趋势进行了研究。根据勘查发现,研究区岩溶地面塌陷具有分布密度高、塌陷规模大、塌坑回填后稳定性差,具有继续变形甚至再次塌陷的特点。通过对区内地质环境条件分析发现,区内覆盖层厚度较薄,岩溶极为发育,煤炭坝矿区排水形成巨大的降落漏斗,孔隙水与岩溶水存在巨大的水头差,导致区内岩溶地面塌陷的发生。同时,区内开采灰岩矿,形成大面积采空区,对岩溶地面塌陷的发生起到了强大的促进作用:一是提供了巨大的物质储存空间;二是大大减小了物质运移途径。塌坑回填堆积在溶洞的土体受地下水的冲蚀潜蚀发生运移,上方土体失去支撑而不断流入采空区,造成塌坑回填后稳定性差。      

宁东煤炭基地金凤煤矿GPS地面变形监测研究

掌握采空区地面变形规律是科学预防和治理地面塌陷的前提与基础,是煤矿地质环境动态变化的重要监测内容。以宁东煤炭基地金凤煤矿为例,在收集、了解金凤煤矿0110202和011805工作面开采时间、开采深度、开采煤厚、工作面长度、工作面宽度、工作面走向等参数的基础上,建立工作面地表自动化GPS监测点,将工作面开采进程与地面变形时间、空间统一起来,研究工作面地面变形时间和变形量的规律。结果表明,金凤煤矿011202工作面地面变形一般在采后13个月左右进入变形活跃阶段,从开始变形到地面开始稳定的持续时间为16～19个月,最大累积变形量约为3300mm;011805工作面采空区地面变形一般在采后10～11个月进入变形活跃阶段,从开始变形到地面开始稳定的持续时间为13～16个月,最大累积变形量约为2600mm。研究结果为金凤煤矿后续工作面开采地表变形规律及类似开采条件下采空塌陷的预防与治理提供了定量化的依据。     

地面物探技术在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用

通过勘探实例,介绍了地面电法、三维地震等地面物探手段在采空区、断层及陷落柱探测中的应用,结合地质背景及煤矿采掘情况,对采空区积水、断层及陷落柱的含(导)水性进行了分析,多数解释成果得到了矿方验证,效果良好。根据当前煤炭资源勘查形势,地面物探技术应从煤矿安全生产需求出发,致力于煤矿隐蔽致灾地质因素的探测,注重加强在各种复杂地质条件下物探技术应用研究,将采空区积水、断层及陷落柱导水等精细探测技术作为物探技术的发展方向。     

物探技术在预防西山地面塌陷灾害中的应用

运用地球物理勘探技术方法,对北京市西山地面塌陷灾害情况进行探测,结合该地区的勘查资料,初步确定该地区的塌陷灾害发育情况,为该地区的各种土地利用及煤矿采空区地面塌陷灾害的预防,提供科学服务。     

“物探+遥感”技术在矿山生态修复中的应用——以邢台园博园为例

矿山经过多年开采,地下形成采空区,造成地面沉降,开展绿色发展、生态修复工作刻不容缓. 冀中邢东煤矿由于长期开采,造成不同程度地面塌陷,不适于人类长期居住和农业耕作,邢台市经研究决定在采煤塌陷区建设中央生态公园——邢台园博园. 基于此,通过收集分析研究区内的地震、电法等物探资料,确定煤矿煤层赋存形态、采空区范围及富水情况,指导地面进行生态公园选址;利用遥感技术监测矿山生态修复进度. 研究表明:在矿区开展地震、电法工作查明煤矿开采生产情况,对科学规划地面矿区生态修复工作具有指导意义;利用遥感技术实时动态监测矿山生态修复进程,可为生态环境修复提供数据基础,对治理前后生态环境变化对比分析及效果评价提供影像资料.     

瞬变电磁法在探测煤矿采空区及塌陷区中的应用

利用瞬变电磁法对襄垣煤田采空区及塌陷区进行探测,在已知采空区及非采空区进行了方法有效性试验,发现工区内低阻异常为积水采空区反映。结合已知资料,判断区内可采煤层(3号煤层)采空深度为144～324 m,采空区东侧较浅,西侧较深,与煤层倾向相吻合。在3号煤层埋藏深度260 m处作视电阻率水平切面,并根据各测线异常情况,最终推断区内采空区范围,也初步查明了煤矿附近居民房屋出现裂缝、地面下陷等地质灾害的原因。     

老采空区地表剩余变形对城市轨道交通的影响评价

为了评价煤矿老采空区地表剩余变形对城市轨道交通稳定性的影响,针对徐州轨道交通规划1号线,应用概率积分法建立闭合矩形积分模型,选取合理的计算参数,计算了研究区的地表剩余移动和变形。根据计算结果,绘制了地表剩余移动和变形等值线图,另外,分别绘制了纵向和横向的剩余移动变形沿着线路轴线的变化曲线。根据城市轨道交通地基变形控制指标,对老采空区地表进行了稳定性分区,并分析了地表剩余变形对线路稳定性的影响。结果表明:研究区内存在非稳定区;在非稳定区,横向的剩余变形均小于允许值,而纵向的剩余变形大多超过允许值,必须进行有效的工程措施确保线路安全。      

三种物探方法在煤矿采空区勘查中的应用效果对比

在晋城某煤矿采空区勘查中,选取了采空区勘查中常用到的三种方法——瞬变电磁法、可控源变频大地电磁法、氡气测量法,进行了大量的试验。根据勘查效果,总结了三种方法的优缺点及大致适用范围,对今后勘查采空区时的方法选取有一定的帮助。     

山西经坊煤矿采空塌陷形成机理及防治对策研究

以山西省经坊煤矿采空区塌陷为例,在前人研究的基础上,根据野外地质调查结果,结合钻孔揭露、构造发育、岩石的力学性质、煤层深厚比等对矿区的地面塌陷的形成机制进行了研究。结果表明,该矿三处地面塌陷处的回采工作面直接顶为分层厚度较厚的薄层状砂质泥岩或泥岩夹薄层细粒砂岩,老顶为K8砂岩,抗压强度大,采空区形成后,地面变形强烈,从而形成地面塌陷;构造的发育会促进地层变形加快,增大变形范围,扩大地表塌陷区域,井田内3处采空塌陷附近均有断层及(或)陷落柱发育。并结合矿区实际,提出地面塌陷的预防和治理措施,对煤矿的可持续发展有一定的现实意义。     

多层煤矿采空区勘查中的综合物探异常特征与方法效果对比

一直以来,利用地球物理方法对多层煤矿采空区的勘查都是比较棘手的问题,由于采空区的多层分布导致更加复杂的地下介质结构,地面及岩层形变也造成了介质层无规律的变化,如裂缝、垮塌、充(填)水等现象,这些都给利用介质差异为工作前提的地球物理勘探带来了很大的技术难度。笔者借助工作实例,来对采用综合物探方法对多层采空区勘查的异常特征与效果进行对比分析,从中获得了一些认识,用于实际勘察工作,效果较好。     

京西矿区地面塌陷危险性模糊综合评判

京西矿区地貌上属中低山,发育石炭系和侏罗系2套煤系地层,采用平硐和斜井开采方式回采煤层,经过多年开采地表塌陷普遍、现象独特。通过野外调查和实测,研究了京西矿区地面塌陷灾害的类型与分布特征,依据两级模糊综合评判的理论与方法,建立了矿区地面塌陷危险性评判模型及评判指标,运用GIS空间分析功能进行京西矿区地面塌陷危险性区划,将矿区地面塌陷划分为危险区、较危险区和稳定区。综合评判结果表明,区内地面塌陷危险程度有明显的分区性,地面塌陷危险区与矿区采空区的分布基本一致。     

瞬变电磁与电阻率测深在沙午铁路采空区勘查中的应用

沙午铁路某段受铁矿采空区影响,出现地面塌陷下沉.以瞬变电磁为主要技术方法对该段铁路沿线及周围进行勘查,采用电阻率测深加强铁路沿线勘探,查明了采空区的分布位置、范围以及空间特征等,提高了准确性,取得了良好效果.勘探成果可为地面安全和采空区治理提供可靠的技术支持,为铁路安全运营提供保障.     

房山区108国道宝水段地面塌陷成因分析

北京西部山区地面塌陷的形成主要与该区长期以来地下采煤密切相关,煤矿开采形成的地下采空区塌落,导致地面的沉降、陷落,影响地面建筑设施的安全,甚至造成人员伤亡。房山区蒲洼乡辖区内108国道宝水段曾发生地面塌陷灾害,在勘查的基础上,论述了地面塌陷灾害的特征,分析了产生塌陷的主要原因。     

多层采空区场地勘察与注浆治理关键技术应用

山东龙泉科技大厦位于多个小煤窑开采范围之内,该区开采资料不全、采空边界不清晰、煤层多及厚度变化大。综合采用物探、钻探及钻孔成像技术开展采空区探测研究,各探测手段相互验证,基本查明了勘探范围内不同煤层低阻异常区,有效探明了煤矿采空区位置和分布范围。在确定采空区范围、覆岩及地表移动变形情况的基础上,提出了采空区注浆设计方案及注浆关键参数。注浆治理后通过高密度电法、波速测试及钻探验证等进行了综合检测,结果表明:通过注浆处理,已减小甚至消除了采空区地面剩余变形造成的采空地面塌陷灾害的影响,注浆效果良好。