广东石人樟钨矿矿山采矿塌陷区提取及成果应用

地裂缝、塌陷坑是塌陷区的两个重要要素,根据两期Spot6遥感影像判读解译,对地下开采矿山塌陷区进行遥感监测,圈定两期影像矿山采矿造成的采矿塌陷坑、地裂缝,运用两期遥感影像建立三维视图,直观展示塌陷坑、地裂缝,通过对比两期影像圈定的图斑,计算出塌陷坑面积、地裂缝长度及其变化,综合分析塌陷发展趋势,圈定该矿山塌陷区范围,及时为有关部门对矿山环境进行整治提供依据和技术支撑,同时也为该矿区生态环境的综合治理提供基础数据和科学依据。     

新疆苇湖梁煤矿塌陷区遥感监测研究

苇湖梁煤矿已有50多年的开采历史, 长期的地下开采造成了严重的地面塌陷。本文将新疆苇湖梁煤矿塌陷区作为研究区, 以2013年的IKONOS高分遥感影像为主要数据源, 以ArcGIS为支撑平台, 采用人机交互的解译方法对塌陷区的相关信息进行提取, 结合实地调查验证的方法, 分析研究区内地质灾害的特征。通过遥感调查发现: 研究区内发育规模较大、位于塌陷区周围的拉伸区的地裂缝约有64条;塌陷坑(群)约有94个, 主要分布于南北塌陷槽及两侧;塌陷回填区总面积达0.92 km², 并在回填区发现了3个新塌陷坑。本文充分发挥了遥感技术宏观性强、速度快的特点, 调查结果反映了塌陷区灾害的实际情况。     

辽宁省凤城市某岩溶地面塌陷工程勘查及其致灾机理分析

以辽宁省凤城市某矿业公司岩溶地面塌陷勘查工程为例,从矿区岩溶塌陷的地质背景入手,总结岩溶地面塌陷的致灾机理。通过地质调查、资料整理及钻探验证结果进行分析,结果表明,勘查区地质环境条件复杂;塌陷区具有分布空间形态复杂、不均一化的特点;该区岩溶塌陷形成条件是各种不良要素的共同作用;塌陷坑T1和塌陷坑T2形成原因主要为覆盖型岩溶区;塌陷坑T3和塌陷坑T4浅部10~25 m地层破碎,推测塌陷坑T3及塌陷坑T4为贯通塌陷坑。     

江西萍乡采煤区地面塌陷灾害现状及发展趋势分析

江西萍乡素有"江南煤都"之称,曾是近代中国十大矿厂之一,为国家的社会经济发展做出过突出贡献,同时也在采煤区造成了严重的地面塌陷灾害,形成了6个相对独立的地面塌陷"盆地" ,分别为:安源-髙坑塌陷区、青山塌陷区、白源塌陷区、巨源塌陷区、黄冲-焦源塌陷区和杨桥塌陷区,塌陷总面积79.7 km2 .塌陷区内房屋、道路、市政设施、农田、水利等设施遭受了较严重的破坏.本文较全面地阐述和分析了研究区地面塌陷灾害的现状和成因,对地面塌陷灾害的发展趋势作了初步预测,并提出了地面塌陷灾害的综合治理建议.     

利用数字岩心技术评价含黏土砂岩导电模型

黏土附加导电性使得岩石导电机理复杂化,影响了测井解释中饱和度计算的准确性。随着石油勘探的发展,测井解释研究者针对特定地区和储层条件的饱和度求解提出了多种导电模型。本文基于贝雷砂岩的数字岩心,构建多种含黏土的砂岩数字岩心,利用有限元方法模拟岩心饱和水时的电导率C₀,并将数值模拟C₀与5种模型计算C₀对比,分析各种导电模型的适用情况。结果表明,黏土体积分数越小,黏土的阳离子交换容量越小,岩石孔隙度越大,公式计算C₀越接近数值模拟C₀。Doll公式和Indonesia公式计算C₀与数值模拟C₀接近,基本适用于不同孔隙度、黏土体积分数和阳离子交换容量的情况。     

广州市白云区岩溶塌陷风险初探

识别出广州白云区岩溶塌陷风险因素,构建岩溶塌陷层次递阶结构模型,运用层次分析法的相关原理计算出基本风险因素对岩溶塌陷风险事件的影响权重。定义极易塌陷区Ⅰ、易塌陷区Ⅱ、次易塌陷区Ⅲ、不易塌陷区Ⅳ和稳定区Ⅴ共5个岩溶塌陷等级分区,建立各基本风险因素5个等级与岩溶塌陷等级分区的对应关系。为实现岩溶塌陷风险的定量评价,定义单因素致塌概率pi,引入伯努利试验建立岩溶塌陷概率计算模型,选取覆盖层厚度、岩溶发育程度、地下水位埋深、基岩岩性、覆盖层结构与底板岩性、地下水开采强度、地下活动强度和地表施工加载与振动等8个基本风险因素参与评价单元塌陷概率计算,并据此确定岩溶塌陷风险等级狭义标准,为区域岩溶塌陷等级分区的划分提供参考依据。岩溶塌陷风险等级分区表明：极易塌陷区集中在分析区内的江村、古楼岗、泉溪、西湖、社岗一带;易塌陷区和次易塌陷区主要分布在江高镇和原石井镇等地带。风险等级分区与白云区已有岩溶塌陷历史统计资料及塌陷危害程度评价结果较为吻合,从而验证了评价方法的有效性。     

程潮铁矿东区地面塌陷机制及扩展机制初探

根据程湖东区塌陷历史与现状,借助三维激光扫描技术重建了地面塌陷三维地表模型,结合surfer绘制出了地面累计沉降等值线图和累计沉降值盆地;最初塌陷点大多分布在大理岩及围岩蚀变带中;塌陷区自东向西呈条带状分布,北部塌陷要比南部严重;塌陷区内呈现类似"角峰"、"刃脊"等冰川地貌的特点。根据地质条件、采矿情况以及监测资料分析,认为地下采矿是诱因,地质条件是内因,二者共同作用导致了塌坑大多首先在大理岩及围岩蚀变带区域中出现。在塌坑出现后,较高的水平构造应力得到释放,使得由NE向节理切割成悬臂梁板的岩体被折断。通过建立的力学模型分析得到岩体折断的范围达到了172 m宽。折断的岩体沿着折断面发生倾倒滑移破坏。这种力学扩展机制使得塌坑范围不断扩大,最终形成一个大的塌陷盆地。     

基于无人机倾斜摄影三维建模技术的赤马山铜矿地质环境调查及评价

赤马山铜矿位于湖北省东南部长江南岸,因资源枯竭已闭坑。近年来赤马山铜矿区出现严重采空区塌陷、山体裂缝、危岩体等地质灾害问题。基于此,本文通过无人机倾斜摄影测量技术与三维实景建模,结合现场采空塌陷区的调查测绘、工程地质调查等方法,研究湖北省赤马山铜矿采空塌陷造成的一系列次生地质灾害,查明其现状及分布规律,探讨塌陷区-山体裂缝-危岩体与采空区之间的耦合关系。结果表明：地面塌陷由1#、2#、3#、4#四个塌陷坑组成,走向114°～127°;山体裂缝与塌陷长轴平行展布,裂缝宽0.2～3.0 m;塌陷区-山体裂缝-危岩体主要是采用崩落顶底柱及间柱方式处理采空区所导致。同时进行矿山地质环境的预测建模和预测评估,提出合理的采空塌陷区安全对策和治理建议,为矿区生态环境修复提供可靠依据。     

无人机航测空三点误差分布及像控点对其精度影响机理

无人机以其机动灵活、受天气影响小、快速获取目标区域影像的优势已成为矿区地表形变监测的重要方法,如何提升无人机测量精度是亟需解决的关键问题。在系统分析无人机监测地表点精度影响因素基础上,重点研究了像控点质量对空三点误差分布、精度的影响规律。首先采用大量的重复观测实验的方法,研究揭示了在四周均匀布设像控点条件下,监测点平面位置、高程的误差特性及其分布特征;在此基础上,通过对像控点平面坐标、高程坐标施加随机误差,研究了像控点平面、高程精度与监测点平面、高程精度的对应关系。最后,依据前述研究成果,给出了提升无人机地表沉陷监测精度的策略。研究结果表明,在四周均匀布设像控点条件下,无人机测量点位平面、高程误差符合正态分布规律,但存在一定的系统误差影响;像控点平面坐标、高程坐标对空三解算平面坐标、高程坐标影响具有独立性;通过对多次测量结果进行数字平均可以有效提升测量精度。研究成果为采煤塌陷区无人机高精度监测方案设计提供理论与技术支撑。     

唐山黄庄岩溶塌陷形成条件和机理分析

为查明唐山黄庄岩溶塌陷形成地质条件与机理,文章从该区岩溶塌陷的地质、地层岩性、水文地质特征对岩溶塌陷的影响等方面入手,研究岩溶地面塌陷的成因诱发条件,利用综合物探方法、钻探及地下水长期观测等技术手段,采用二维高密度测网数据,进行三维高密度数据处理和三维结果多角度分析,研究岩溶塌陷区地下三维空间分布形态、水流运移通道和基岩分布等。研究区岩溶地面塌陷应属于渗透潜蚀作用,塌陷坑分布于地下水的降落漏斗范围内和流水通道区域,特别集中于地下水主要径流方向和水交替强烈的地下水联系密切地段,雨季水气压力变化极为频繁、剧烈,加剧了土洞形成。      

安徽省阜阳市刘庄煤矿地面塌陷稳定性评价

刘庄煤矿位于安徽省阜阳市颍上县北部,是国投新集能源股份有限公司在阜阳新建的特大型现代化矿井,设计生产能力为800×104 t/a,于2003年初开工建设,已于2006年10月16日建成试生产,因为煤矿开采引发了强烈的采空塌陷地质灾害,严重破坏了地质环境,制约了当地社会经济的持续发展。通过对刘庄煤矿地面塌陷发育特征的发育研究,评价刘庄煤矿地面塌陷的稳定性并进行稳定性分区,进而评价建设用地适宜性,对合理规划、探索创新对塌陷区的治理方法、发掘塌陷区的土地资源、加快塌陷区的综合治理,具有重大意义。     

岩溶地面塌陷区地下水监测方法探究——以广东肇庆地区某自然村为例

岩溶地面塌陷是南方地区主要地质灾害之一,对岩溶塌陷区进行有效的监测预警十分必要。以广东肇庆地区某自然村为例,通过对研究区地质背景、已发岩溶塌陷情况、形成机理及演化过程进行分析,查明该研究区在地下水下降时,上覆土体在岩溶水与孔隙水所产生的压强差或真空负压作用下会发生岩溶塌陷,岩溶塌陷属吸压-陷落模式;采用间接监测法在该岩溶地面塌陷区设置监测孔2个,分别对2014.12.28-2015.12.08期间的岩溶地下水和底部土层之上的砂层孔隙水进行监测,并提取水位变化速率、水力梯度的数据范围,对相关数据进行对比分析,结果显示:研究区地下水水位变幅及波动速率未有明显异常值,底部土层水力梯度远小于临界水力梯度,岩溶塌陷水动力条件属于正常值范围,该时段内无新发岩溶塌陷灾害。研究可见,对地下水位进行长期监测,并积累长系列数据,可为日后监测预警的阈值提供依据。     

竖锚支撑与高压旋喷复合技术在顶管工程中的应用

以成都市第二污水处理厂厂外污水干管下穿成龙路顶管施工为例,基于场地工程地质、水文地质条件,系统分析了顶管施工诱发地面塌陷原因,提出了以竖锚支撑+高压旋喷为主的复合加固方案。经现场顶管施工验证:通过高压旋喷注浆加固可有效提高砂卵石地层的密实度、整体性和稳定性,并降低其渗透性;而竖锚支撑加固可快速减小已塌陷区地下管线的变形,适用于塌陷段管线抢险施工。     

采煤塌陷区稳定性分析研究

以吉林辽源煤矿塌陷区为例,应用高精度电磁频谱探测法进行了煤炭采空区探测,通过勘探结果与实际资料对比分析,评价了辽源采煤塌陷区的稳定性,探索了应用电磁频谱物探技术进行采煤塌陷稳定性分析评价的可行性。为塌陷地的稳定性评价,提供了一种思路和方法,对于采空区地面塌陷的恢复治理和合理开发利用,具有一定的实用价值。     

中国干旱-半干旱区表土bGDGTs与气候环境因子数据再分析

文章通过收集中国北方干旱-半干旱区域已发表的bGDGTs数据,重新计算了不同地区表土bGDGTs各组分与温度及pH等环境因子之间的相关关系。主要获得以下认识：1）不同于干旱区,半干旱区bGDGTs的异构体指标与土壤pH表现为强相关,在4个异构体指标（IBT、CBT'、IR'_IIa、IR'_IIIa）中CBT'、IR'_IIIa计算的pH结果精度较高;2）半干旱区f（5 me）与pH表现为强相关（-0.847）,指示了基于5-甲基bGDGTs的指标同样具有重建半干旱区pH的潜力。但是目前缺乏CBT'_5ME-pH之间的转换函数;3）全球温度校正方程计算得出的温度误差普遍大于中国区域校正方程（中国北方、青藏高原等区域）获取的温度误差。通过整合数据重新计算发现4个区域温度校正方程（MBT'_5ME、Tmr、MAATsr、Index 1）计算的温度结果具有较小的误差,且在半干旱区重建的温度结果更为精确;另外MAATsr、Index 1的区域温度校正方程也适用于干旱区的温度重建,但是由于本文集成数据中包含的干旱区样本较少,因此在实际应用中需要谨慎。在未来的研究中需要加强干旱-半干旱区尤其是干旱区的地表过程研究,为建立该地区的温度校正方程提供更多有用的信息。

     

陕西省主要煤矿区地面塌陷表现形式及其遥感响应

煤炭资源的开采引发的地面塌陷,已成为制约矿区可持续发展的重要因素。陕西省主要煤矿区地面塌陷问题严重,且随着煤炭生产规模的扩大呈现更加严重的趋势。其主要表现形式有：塌陷盆地、塌陷坑、地裂缝、滑坡、崩塌等,并引发地形地貌、植被变化及居民点变迁等。针对陕西省主要煤矿区开发状况及地面塌陷表现形式,对地面塌陷形成的地质灾害遥感响应特征进行了分析,认为利用遥感图像可以有效识别塌陷坑、地裂缝、崩塌等直接标志及地貌变化、居民地变迁、植被变化等间接标志,并以此确定地面塌陷的范围;利用多时相遥感资料对比能够获得塌陷区动态变化信息,为研究矿区塌陷规律及灾害防治提供科学依据。     

铜陵市小街塌陷区工程物探的应用

以铜陵市小街塌陷区为例,阐述了城市塌陷灾区运用以浅层地震勘探为主的综合物探方法,在查明第四系厚度、隐伏断裂破碎带、隐伏洞穴和划分塌陷区边界等方面的应用效果.     

山西阳泉矿区刘村采煤塌陷机理及数值模拟

选取山西阳泉矿区单煤层开采引发的强烈地面塌陷作为研究对象,在详细介绍刘村采煤塌陷所处地质环境背景及其发育变形特征的基础上,根据区域岩体工程地质特征,将其划分为12层岩组;运用关键层、复合关键层理论对采煤塌陷机理进行了分析,获取Hoek-Brown岩体力学参数;采用Flac5.0 Extrusion对刘村采煤塌陷坑进行了反演模拟。数值模拟反映各阶段采动裂缝在地表的发育分布情况并计算了最终沉降量,覆盖层裂缝自然修复周期为2个月,基岩裂缝自然修复周期为3个月;采动裂缝最终在平面上呈"θ"形,塌陷中心1和塌陷中心2最终沉降量分别达到4.5 m和4 m,塌陷面积是工作面面积的1.85倍。模拟结果与调查监测数据高度吻合,客观地反映了地表变形和深部覆岩塌陷的发展变化过程,为塌陷机理分析起到了帮助作用。该套岩体力学参数与模拟方法适用于阳泉矿区采煤塌陷精准预测。     

基于无人机遥感的矿山地质灾害解译

矿山地质环境调查是为了查明在矿产资源开采过程中遇到或者诱发的地质环境问题并对其作出评价和预测。传统的人工地质环境调查方法正面临时效性和安全性的挑战,无人机遥感正是取代人工地质环境调查的手段之一。基于2016年10月在北京市门头沟区的一次无人机飞行获取的数据,使用Pix4Dmapper等软件生成正射影像、数字高程模型以及三维模型,然后对该区进行遥感地质解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、煤矸石堆、其他渣堆的解译标志,形成了一套适用于矿山的无人机遥感的地质灾害解译方法流程,通过实地验证,证明无人机遥感地质灾害解译效果良好,适合在矿山地质灾害监测方面推广应用。     

高密度电法在柳州太阳村镇岩溶塌陷区调查中的应用研究

为了查明柳州太阳村镇岩溶塌陷形成的地质背景,本文采用高密度电法对该塌陷区进行调查研究。研究结果表明:高密度电法对于确定土层的厚度,区分土层和岩石的分界面具有较好的效果,通过电阻率的分布及变化趋势,可以较好的圈定地下岩溶裂隙带的发育位置,结合地质资料,对识别断裂破碎带也有较好的效果。三个塌陷区的致塌地质背景不尽相同:第Ⅰ,Ⅲ塌陷区塌陷的形成与人类活动密切相关,分别由机井抽水及输油管道铺设引发;第Ⅱ塌陷区塌陷的形成与自然因素相关,由断裂破碎带触发。通过高密度电法反演结果断面图,能较准确地查明塌陷的潜伏隐患区:第Ⅰ塌陷区的隐伏区为通过抽水井的近东西向的岩溶裂隙带,第Ⅱ塌陷区地质灾害的潜伏区为断层西侧的岩溶裂隙带,第Ⅲ塌陷区的隐患区为输油管道附近东侧的岩溶裂隙带,均位于人类活动频繁附近地段及构造发育带。