重復(fù)采動條件下老采空區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性研究.pdf

1、近年來，煤礦采空區(qū)的探測與研究是地球物理勘探研究的熱點，也是煤礦安全生產(chǎn)和礦區(qū)環(huán)境綜合治理的保障。針對基礎(chǔ)地質(zhì)資料的缺乏，重復(fù)采動條件下老采空區(qū)的復(fù)雜性和無規(guī)律性的特點，國內(nèi)外目前還沒有形成成熟的理論體系，因此開展綜合地球物理探測在復(fù)雜采空區(qū)應(yīng)用與研究以及對礦區(qū)環(huán)境綜合治理有著重要意義。本文在國內(nèi)外煤礦采空區(qū)探測現(xiàn)狀與理論研究的基礎(chǔ)上，收集大量基礎(chǔ)資料，總結(jié)理論方法，研究分析了老采空區(qū)形成的原因及特征。以大通采煤采空區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性評價為目

2、的，對研究區(qū)進行了室外實地調(diào)研、綜合地球物理勘探、淺層鉆探、地表土壤養(yǎng)分評價，室內(nèi)借助實驗分析，從多角度對老采空區(qū)進行分析與研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴受小煤窯后期重復(fù)擾動的影響，老采空區(qū)發(fā)生活化，上覆巖體易發(fā)生破碎塌落以及地表二次移動變形，使該區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性降低以及地表沉陷，而原有巖層的完整性與連續(xù)性被破壞導(dǎo)致的地球物理特征的變化又是綜合地球物理勘探的理論前提。⑵通過工程實例，發(fā)現(xiàn)以瞬變電磁法與并行網(wǎng)絡(luò)電法電法測線布設(shè)相互

3、補充，淺層二維地震對探測結(jié)輔以驗證的綜合物探方法對老采空探測取得了滿意的結(jié)果。⑶綜合地球物理探測結(jié)果表明，研究區(qū)視電阻率分布在不同測線剖面的垂直和水平方向上都有顯著差異。垂直方向上，150m以淺區(qū)域高阻區(qū)相對集中，而深部區(qū)域高阻區(qū)分布不連續(xù)且阻值低于淺部，呈高低阻交錯的形態(tài);水平方向上，高阻區(qū)主要分布在研究區(qū)中東部。二維地震勘探反射波剖面顯示的異常區(qū)域與電法、瞬變電磁法探測一致。三種物探方法相互印證，優(yōu)勢互補，提高了探測成果的可靠性。在

4、成果解釋過程中采取以瞬變電磁法和并行電阻法反演成果為主，二維地震勘測結(jié)果為輔的綜合解釋模式，為類似采空區(qū)探測提供借鑒。⑷對研究區(qū)第四系黏土層研究表明，黏土層為微-極微透水性土層，且厚度穩(wěn)定，可有效阻隔地表水對地下水的補給，為沉陷區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建提供有力條件。研究區(qū)表層土壤養(yǎng)分評價表明，采空區(qū)塌陷造成地表沉陷引發(fā)的水土流失加劇是造成研究區(qū)土壤養(yǎng)分空間差異的主要原因，土壤養(yǎng)分東高西低，與地表沉陷有一定的空間相關(guān)性，通過地表土壤養(yǎng)分評價也可