复杂采空区注浆效果物探检测方法试验研究

以某新修铁路为例,通过对现场地质条件及地球物理特征等综合因素的考虑,采用直流电测深与电磁波CT相结合的综合电法对其下伏采空区的注浆加固效果进行质量评价试验研究。试验中对采空区注浆前后分别进行综合电法检测,通过两次检测资料的对比及现场钻孔验证发现,这两种方法相结合的综合电法都能够真实反映采空区的注浆加固效果,并且操作简单、效率高,为今后在类似条件的复杂采空区注浆加固效果评价方面提供了重要参考资料。     

高速公路下伏采空区治理工程质量检测方法研究

高速公路下伏采空区治理工程的质量对高速公路建设至关重要。在焦晋高速公路采空区注浆治理工程中，为准确评价其治理质量和治理效果，应用钻探、岩土测试、综合物探和变形监测等方法对治理工程进行了专题研究，在实践的基础上，阐释了各种检测方法的有效性。在综合物探检测方法中，首次提出了高分辨率地震利用反射波品质因数评价注浆效果的新思路，并推荐了各种检测方法评价采空区治理效果的评价指标和针对不同工程特点的检测方法优化组合模式。     

岩溶路基注浆质量综合物探检测方法与评价研究

为研究岩溶路基注浆质量综合物探检测方法及相关检测评价标准,在南广铁路全线的岩溶路基中选取具有代表性的试验区段,对电阻率法、瞬态面波法和电磁波CT法等物探检测方法的特性和检测评判标准展开了现场试验研究。根据上述物探检测方法的适用性和经济性,提出了一种在不同工程条件下多种物探检测方法优化组合的综合物探检测方法。并通过统计分析注浆合格的岩溶路基注浆前后电阻率、面波波速及电磁波吸收系数变化规律,初步得出了上述3种检测方法的注浆质量检测评价标准:电阻率法检测合格标准为溶洞注浆前后电阻率变化率大于20%,卵石土层电阻率变化率大于10%; 瞬态面波法检测合格标准为注浆后土体波速大于20.6h+130.3,溶洞波速大于17.1h+236.9; 电磁波CT法检测合格标准为溶洞注浆前后电磁波吸收系数差值大于0.4dB m-1,卵石土层电磁波吸收系数差值大于0.1dB m-1。     

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。     

煤矿采空区场地注浆设计及治理效果检测分析

拟建徐州工业园区南湖小学场地下存在多层采空区,对建筑物的影响较大。根据项目规划、煤层开采情况和场地岩土工程条件,在场地稳定性评价的基础上,提出了场地采空区地基注浆治理设计,确定了采空区治理范围、深度、注浆孔平面布置及工作量、注浆施工工艺顺序、注浆主要材料及浆液比级。注浆施工结束后,采用钻孔取心、波速测试、室内单轴抗压强度试验和钻孔压水试验等方法对场地注浆效果进行了综合检测,所得检测结果均达到预期的注浆效果,场地注浆充填治理的质量达到了采空区治理设计要求,可为类似场地注浆治理工程施工提供参考。     

综合物探技术在铁路采空区探测中的应用

采空区探测是其评价、治理和质量监控的基础。随着采空区探测精度要求的不断提高、问题的复杂性和难度加大,单一物探方法已难以满足新形势的要求,根据地质体的密度、电性、弹性等多种物性,对采空区进行综合探测,是采空区探测技术发展的必然要求。本文以包神铁路下伏采空区探测工程为例,开展综合物探技术在采空区探测中的应用研究:对采空区探测方法进行综述;阐释综合物探方法的选择原则;在瞬变电磁法初步探测基础上,确定采用反射波法、共偏移距地震法、人工源面波法和天然源面波法相结合的综合探测方法,开展现场采空区探测;通过物探解译,给出采空区空间分布规律;通过钻孔验证和局部开挖,剖析综合物探方法的可靠性和准确性。     

综合物探在石城崮铁矿采空区勘查中的应用

该文阐述了在石城崮铁矿采空区的勘查中,采用高精度磁测及瞬变电磁法两种物探方法,根据本测区岩矿石及采空区的物性差异,分析采空区磁异常特征、视电阻率特征,对铁矿采空区的位置、深度、产状进行了初步推断并设计钻孔,经验证取得良好的勘探效果。利用高精度磁测可圈定目标磁异常的地表投影,利用瞬变电磁可圈定目标体的深度及倾向等。通过以上综合物探手段为本区的地质灾害防治设计及治理提供了科学的依据。     

三分量地-孔瞬变电磁法积水采空区探测试验

孔中物探方法是近几年行业研究的热点,考虑到金属矿上应用较成熟的地-孔瞬变电磁法具有径向探测距离远,数据信号不易受地面电磁干扰影响等特点,将其应用到煤矿积水采空区探查领域。采用三维时域有限差分算法对钻孔不同方位的积水采空区模型的总场响应、异常响应进行了数值模拟,总场三分量对积水采空区反映明显,异常场三分量形态组合能判别异常体的方位。采用等效涡流原理,研究了利用异常场三分量来反演异常体的位置、倾角和规模等参数的空间定位算法。通过不同方位的理论模型测试,不同时刻的反演等效电流环大小、位置的组合能反应含水采空区的空间位置及规模。最后在陕北某矿针对已知含水采空区开展地-孔瞬变电磁法探测试验,采集的三分量信号光滑可靠,且异常反应明显,并对不同时刻的异常场三分量数据进行反演处理,反演结果与实际采空区位置和规模基本一致,证明该方法可作为煤矿钻孔中探查积水采空区的有效手段。      

南钦铁路工程中煤矿采空区的防治探讨

新建南钦铁路DK93至DK95区段,经过正在开采的稔子坪煤矿及已停采大硐、横岭煤矿与个别小煤窑。基于已有的采空区可能危及拟建的铁路,运用现场调查、专项地质测绘、地质钻探、测井、地面物探、跨孔地震成像法等勘察方法,结合所收集到的采矿资料,对铁路沿线的采空区进行了危险性评估。评估结果认为,横岭、大垌煤矿开采遗留的采空区在DK93+300至DK94+200区段,地表变形剧烈,对工程建设的安全影响极大。针对不同地段的情况,采取了高压注浆充填和地面深坑清污、回填碎石土、浅层固结等方法进行处理,对现采矿井提出了留设保安煤柱、减少地下水抽排量、进行长期跟踪观测的预防建议。     

基于透明地质的唐家会煤矿奥灰水防治技术

唐家会煤矿6号煤开采面临导水断层多、隐伏导水构造发育,奥陶纪灰岩(简称奥灰)水害防治难度大的问题。经过不断的探索和实践,唐家会煤矿引进多种先进技术,获取大量地质、水文地质数据,构建智能地质保障系统,形成“物探钻探探查、井上下联合注浆治理、孔中瞬变电磁精细探查、注浆效果孔间电阻率检测、煤层底板微震电法联合监测”的技术思路。通过融合各类静态数据、动态数据、实时数据,完成断层、破碎带、含水层、低阻异常区等充水因素的数字建模,使地质要素、钻探物探数据可视化、透明化,以此为依托,建立一套基于透明地质的奥灰水害全时空防治体系,实现带压开采条件下奥灰水害的精细探查、靶向治理、效果检测和回采监测,取得了良好的应用效果。      

煤矿底板孔间电磁波衰减系数层析成像

为解决煤矿工作面底板注浆钻孔间遗留隐伏构造的探查和注浆效果评价两大问题,弄清孔间电磁波透视在数据冗余度不足条件下的成像精度,采用全空间偶极子电磁波传播公式计算电磁响应数值.讨论孔中电磁波透视施工所采取的施工方式,数据整理方法与常规电磁波方式的异同,通过模拟揭示了电磁波孔中透视取得良好效果的可能性.模拟结果表明,在透视数...     

注浆法在公路下伏煤矿采空区治理工程中的应用

根据我国近十年的工程实践,总结了高等级公路下伏煤矿采空区治理的机理和施工技术,以及治理的标准、采空区注浆治理的范围、质量检测等基本内容。分析与评价了煤矿采空区地面注浆技术的特点,提出了公路下伏煤矿采空区注浆治理存在的问题及解决的方法,以期为今后类似工程地质条件下的治理工程提供可借鉴的经验。      

大型复杂采空区注浆效果检测方法研究

大型复杂采空区由于具有分布范围广、多层、厚度及埋深不等和周围岩性复杂等特点,导致其注浆质量检测难度较大,目前尚无可靠的系统检测方法。结合某采空区注浆工程实践,对浆液结石体的电阻率进行了现场试验,得到了浆液结石体的视电阻率范围为93～130m,与采空区及围岩均有较大差异。运用电测深法和电磁波CT对采空区注浆前后进行检测,发现注浆后浅部0～30m范围内,视电阻率普遍得到降低且变得相对均匀稳定; 深部低阻异常在注浆后电阻率也得以减弱,且均匀范围明显扩大; 电磁波吸收系数在40～70m范围内得到提高约25%。钻探取心发现,多数孔内可见注浆结石体; 检测孔的后期注浆中, 10个孔的注浆量均不大于周围相邻4个孔的注浆量平均值的15%。对以上检测结果分析可知:采空区在物性特征上表现为较低的电磁波吸收系数,注浆以后升高; 地下水位之上的采空区表现为较高的电阻率,注浆之后降低,地下水位以下的采空区则反之。注浆前后采空区物探差异明显,本段落采空层的浆液充填效果较好,几种检测方法的结果具有良好的对应关系。同时表明,采用全域检测的电测深和局部详查的电磁波CT相结合的物探方法,与钻探取心结果及检测孔后期注浆数据进行分析对比,可以对大型复杂采空区注浆效果进行有效检测和评价,可为类似采空区提供借鉴。     

高速铁路采空区地基“活化”分级方法及工程应用

随着我国高速铁路的快速发展,一些关键线路难免会穿越采空区场地,因此对于高速铁路选线等系列问题,采空区地基“活化”分级需要率先解决。以太焦高速铁路 DK259+135.95−DK259+710.00 线路段的下伏采空区为例,运用层次分析法和模糊数学的基本原理建立了高速铁路采空区地基“活化”分级评判模型。首先确定了影响高速铁路采空区地基“活化”分级的5个大因素、19个因子,在此基础上提出了高速铁路采空区地基“活化”分级因素影响度的划分标准,并组合各因素影响度,提出了相对应的高速铁路采空区地基“活化”分级标准;采用层次分析法确定了影响因素及评价因子的权重,并通过德菲尔法、模糊统计和隶属函数相结合得出了评价因子的隶属度;同时初步分析了高速铁路采空区地基“活化”分级的典型特征;最后运用模糊综合评价法对该段采空区地基进行了“活化”分级,并确定了该段采空区地基为“必活化”。该模型的分级结论符合现场的实际工况,并为后期该段采空区地基采用注浆法治理提供了理论依据。该段采空区地基注浆治理后,又对其进行了二次“活化”分级,确定了注浆治理后的高速铁路采空区地基为“不活化”,这为太焦高速铁路安全运营提供了一种科学、合理的新论证。     

白石铁路隧道采空沉陷区治理方案设计

针对白石铁路隧道下岩体煤层采空区空间特征、沉陷发展趋势及隧道结构破坏特征,提出了采用全充填注浆的方法消除隧道围岩采空区塌落变形,再对隧道衬砌结构进行加固处理的设计思路。本论文重点对采空沉陷区几种注浆治理方案进行设计和比较,选定了隧道内钻孔注浆治理采空沉陷区的方案。     

煤矿井下定向钻孔中电阻率探测技术与应用

受高瓦斯/承压奥灰水威胁的工作面开采前,一般采取定向钻进技术在工作面底板开展压裂或注浆工程保障开采安全。利用底板定向钻孔开展孔中探测工作,可更加精细揭露工作面内隐伏构造,还可实现“一孔多用”。为解决定向钻孔内的探测问题,提出一种在水平定向钻孔中进行直流电阻率法探查的方法。定向钻孔施工完毕后,退出定向钻孔施工的通缆钻杆,送入内平钻杆,将孔中高密度电缆通过钻杆尾端特制水便送入钻孔,使孔中电缆平铺于钻孔中,在定向钻孔水平段,进行孔内直流电阻率法径向探测。在理论上通过数值模拟研究层状介质下单孔测量工作模式的接收信号衰减规律、视电阻率曲线变化特征、顶底板岩性对测量结果的影响等,并采用单孔测量数据对孔旁异常范围进行反演定位。数值模拟研究表明,孔中电阻率探测方法对隐伏的异常体有良好的探测效果。通过在陕西韩城某矿井下实际煤层底板探测试验,对研究区2个定向抽采钻孔孔中探测数据进行处理,反演结果异常区与工作面内隐伏小断层位置吻合,验证了定向钻孔中电缆布置的可行性和定向钻孔内通过孔内径向和孔间透视探测隐伏构造的可靠性。      

综合物探方法在采空塌陷区调查中的应用

在山东某金矿区浅层采空塌陷地质灾害调查中,为准确圈定采空区的空间分布,根据对探测场地地质条件和外界环境因素的综合分析,采用探地雷达法和瞬变电磁法开展了野外探测工作.通过对典型断面图上采空区异常特征的分析,推测了采空区的规模和埋深,并结合钻孔进行了验证.研究结果表明,综合物探方法应用于浅层金矿采空区调查是快速、有效的.     

煤矿导水通道综合探查及防治

针对煤矿导水通道探查难度大的问题,提出了野外踏勘、水化学分析、物探以及钻孔相结合的综合探查方法,并采用该方法对乌东煤矿北采区东翼第四系潜水补给老窑采空区的导水通道进行了探查,确定了集中导水通道的位置即位于地表塌陷坑处。为切断潜水和地表水对采空区源源不断的补给,消除老空积水影响,拟采取"封堵注浆+构筑水泥浆帷幕体"的防治方案,实现矿井安全开采。     

综合物探方法在太原市蒙山采空区探测中的应用

针对太原市蒙山煤矿采空区地形起伏较大、需弯线测量等因素制约的特殊场地条件,提出了阵列形式观测的高密度电阻率法和单点测量方式的瞬变电磁法相结合的综合物探方法.前者二维异常反演分辨率较高,可弥补瞬变电磁法浅部探测盲区,后者具有探测深度大的优势,采用一维异常反演方式可弥补高密度电阻率法受剖面折线展布和地形起伏影响的缺点.由此查明了该矿区采空区的位置及分布情况,后期钻探验证表明所采用的综合物探方法是行之有效的.该综合物探方法组合模式实现了两种物探方法的优势互补,可为同类场地条件下探测煤层采空区提供有意义的借鉴.     

煤矿采空区注浆治理工后质量检测技术与实践

注浆质量检测是煤矿采空区废弃土地高效开发利用的关键技术,对科学评价采空区治理后场地稳定及建（构）筑物安全具有重要意义。通过众多工程实践,对注浆质量的检测方法、指标、合格标准、评价方法及检测工作中存在的误区进行了全面总结。结果表明,注浆工后质量检测是一项系统性工作,应根据建（构）筑物特点及注浆设计要求,遵循“内外兼顾、前后一致、综合检测”的原则优选检测方法;将检测指标分为直接指标（充填率、结石体强度）、间接指标（透水率、波速等物性参数）及结果指标（变形值）3大类,不宜将岩心采取率作为检测指标;检测指标及合格标准应充分考虑建（构）筑物地基设计要求及采空区埋深等工程特点综合确定;确定变形指标合格标准时,需统筹兼顾场地稳定指标及建（构）筑物允许变形值。提出了一种适宜于煤矿采空区注浆质量百分制评定法,将施工过程质量控制及工后质量检测成果紧密结合,定量评价整体注浆效果;将建筑物、地基、采空区三者视为一个系统,讨论了目前检测工作中存在的4大误区,对地下隐蔽灾害治理质量及效果评价具有重要的实践价值。