重復采動條件下老采空區(qū)地質穩(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。針對基礎地質資料的缺乏，重復采動條件下老采空區(qū)的復雜性和無規(guī)律性的特點，國內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雜采空區(qū)應用與研究以及對礦區(qū)環(huán)境綜合治理有著重要意義。本文在國內外煤礦采空區(qū)探測現(xiàn)狀與理論研究的基礎上，收集大量基礎資料，總結理論方法，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)地質穩(wěn)定性評價為目

2、的，對研究區(qū)進行了室外實地調研、綜合地球物理勘探、淺層鉆探、地表土壤養(yǎng)分評價，室內借助實驗分析，從多角度對老采空區(qū)進行分析與研究。
　　本研究主要內容包括：⑴受小煤窯后期重復擾動的影響，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)絡電法電法測線布設相互

3、補充，淺層二維地震對探測結輔以驗證的綜合物探方法對老采空探測取得了滿意的結果。⑶綜合地球物理探測結果表明，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性，通過地表土壤養(yǎng)分評價也可