采空区综合地球物理勘察方法研究.doc

PAGE PAGE 1 采空区综合地球物理勘察方法研究 　　摘要：由于地质条件的复杂性，采空区一直是铁路工程勘察领域的难点，综合地球物理方法是采空区勘察的主要发展方向。本文详细论述了煤矿和铁矿采空区的地质和地球物理特征及各物探方法的适用性，在此基础上建立了不同类型采空区的综合勘察模式。 　　关键词：采空区；综合地球物理；地质条件；煤矿；铁矿 　　Abstract:Duetocomplexityofgeologicalcondition,cavitiesexplorationisthedifficultyinrailwayengineeringgeologicdevelopment,syntheticgeophysicalsurveyisthemaintask.Inthispaper,geologicalandgeophysicalcharacteristicsofcoalmineandironmine,applicabilityofdifferentgeophysicaltechniquearesummarized,syntheticgeophysicalsurveymodelsofdifferentcavitiesaregenerated. 　　Keywords:cavity;syntheticgeophysicalsurvey;geologicalcondition;coalmine;ironmine 　　中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号： 　　采空区是由于地下采矿后留下的地下空穴，地下采空区破坏了地基原有的应力平衡，从而引发采空区的塌陷和持力层破坏等铁路工程地质问题。目前，采空区的主要勘察手段有地质调绘、钻探和物探，传统的地质调绘、钻探，工作效率较低。近年来，随着物探技术的快速发展，国内外形成了以物探为主的采空区勘察方法，但单一的物探技术由于资料的多解性和采空区地质条件的复杂性，解释精度不高，难以满足工程设计的需要。为了提高采空区勘察的精度、质量和效率，必须加强多种物探技术互相融合的综合物探新技术的研究。 　　采空区的勘察方法很多，但是每种方法都有一定的适用性，同时采空区的地质条件、埋深和地形条件等特征也是影响采空区勘察技术选择的基本条件。因此，研究采空区的地质和地球物理特征及各物探方法的适用性，在此基础上建立不[] 　　同类型采空区的综合勘察模式具有十分重要的意义。 　　本文以华北地台发育类型较多的煤矿和铁矿采空区为例，详细研究了不同类型采空区的地质和地球物理特征，在此基础上建立了不同类型采空区的综合地球物理勘察模式。 　　1.采空区的地质和地球物理特征研究 　　1.1采空区地质特征研究 　　1.1.1煤矿采空区 　　煤矿采空区主要呈层状分布，围岩类型相对简单，因此，探测煤矿采空区时应选择对层状介质有良好分辨率的物探方法。 　　1.1.2铁矿采空区 　　与煤矿多为层状分布不同，铁矿成因类型比较复杂，开采后形成采空区多呈不规则状分布，且围岩性质复杂，这就给铁矿采空区的勘察带来了极大的挑战[1]。 　　华北地台是我国重要的铁矿资源分布区，铁矿石开采区。该区成矿地质环境多样，矿床类型齐全，其中沉积变质型和接触交代型铁矿占90.21%[2]。 　　(1)沉积变质型铁矿 　　沉积变质型铁矿床是华北地台的主要铁矿床类型，可分为与海相火山作用密切相关，主要赋存在绿岩带中的阿尔戈马型和与沉积作用相关的苏必利尔湖型两类，以前者为主。阿尔戈马型铁矿产在火山喷发间歇期的沉积岩中，形成在太古宙，主要产出在鞍本、五台-恒山、鲁西、豫中等地[3]。苏必利尔湖型铁矿赋存在海侵沉积岩系的中上部，分布在由碎屑沉积向纯化学沉积的过渡部位，形成在古元古代，主要分布在山西吕梁和山东济宁地区[4]。该类型铁矿在开采前表现为磁场强度幅值高，呈条带状分布，规律性较[5]，在开采后因磁铁矿的不复存在而使磁异常消失(若只是部分开采，残留有矿体，则表现为异常强度降低)[6]。 　　(2)接触交代型铁矿 　　该类型铁矿主要产于中性、中酸性或酸性侵入体和碳酸盐岩的接触带矽卡岩或附近围岩中，又称为邯邢式。矿体多位于中奥陶统马家沟组灰岩，部分为中石炭统和寒武系砂(页)岩中的灰岩夹层，由于岩体成分枝状插入围岩中，形成复杂的接触带，因而经常有多层矿体产出，矿石以磁铁矿为主[7]。主要分布在河北邯邢、山东莱芜、济南、淄博、山西临汾等地[8]。 　　该类型铁矿大多数分布在岩体的接触带上或接触带附近，了解岩体的形态和分布特征对于采空区的判断具有重要的意义。电磁法对深部的构造接触带具有很好的识别能力，而接触带正是邯邢式铁矿成矿的有利部位[9]。因而对于该类型的铁矿采空区可以采用电磁法圈定成矿的有利部位，然后用磁法和重力法圈定有利成矿部位的重力和磁异常，进而确定采空区的