[发明专利]用于地下转露天开采隐伏采空区的探测方法

说明书

本发明公开了一种用于地下转露天开采隐伏采空区的探测方法，包括如下步骤：S1、在隐伏采空区建立弹性波CT系统；S2、采用弹性波CT系统对隐伏采空区进行初步探测，确定是否存在采空区及圈定疑似采空区的大致分布区域；S3、采用三维激光扫描系统对圈定的疑似采空区进行精确探测，确定采空区的准确位置及分布形态。本发明结合工程探测法和地球物理探测法各自的优势，可探测出隐伏采空区的精确位置和形态，具备安全性好、探测精度高、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及矿山安全技术领域，尤其涉及一种用于地下转露天开采隐伏采 空区的探测方法。

背景技术

受前期无序开采影响，导致我国许多矿山地下采空区具有隐伏性强、空间 分布不明等特征。这些地下隐伏采空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题， 尤其对地下转露天开采的矿山影响很大，如河南栾川钼矿、广东大宝山矿、鞍 钢弓长岭矿、太原袁家村铁矿等许多矿山都存在大量的地下隐伏采空区。由于 对地下采空区空间分布不明确，导致对采空区顶板冒落塌陷情况难以掌控，对 露天开采带来了严重的安全隐患。因此，如何对地下转露天开采隐伏采空区的 分布特征进行探测是保证这类矿山安全生产的前提和关键技术难题。

对于隐伏采空区的探测，目前主要采用工程探测法和地球物理探测法两大 类。工程探测法是利用钻机对疑似采空区的区域实施高密度钻孔，一般同时会 结合三维激光扫描技术对探测到的采空区进行分布形态扫描，为采空区处理提 供准确数据。该方法探测结果较为准确，但是成本较高，一般多用于对已经初 步圈定采空区的确认。地球物理探测方法具有安全性好、成本低、探测工作条 件好等特点，但是探测效果受实际地形、地质条件和岩体介质物理力学性质的 限制和影响，对于隐伏采空区分布形态的精确探测效果相对较差，一般多用于 隐伏采空区的初步探测和疑似采空区区域的圈定，目前常用的方法主要有常规 电法、浅层地震法、微重力法、探地雷达法、瞬变电磁法、高密度电法、弹性 波CT技术等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种可以实现采空区分 布位置和形态精确探测的用于地下转露天开采隐伏采空区的探测方法。

本发明提供的这种用于地下转露天开采隐伏采空区的探测方法，包括如下 步骤：

S1、在隐伏采空区建立弹性波CT系统；

S2、采用弹性波CT系统对隐伏采空区进行初步探测，确定是否存在采空区 及圈定疑似采空区的大致分布区域；

S3、采用三维激光扫描系统对圈定的疑似采空区进行精确探测，确定采空 区的准确位置及分布形态。

在所述步骤S1中，弹性波CT系统的建立过程如下：

S11、在地面上布置网格状的钻孔；

S12、选择任意两个钻孔作为震源发射钻孔和信号接收钻孔；

S13、在震源发射钻孔和信号接收钻孔内按相同的间距布置震源和接收器， 将震源、接收器和数据采集器连接好后，构建弹性波CT系统。

在步骤S11中，钻孔在地面的露天台阶上按照36m*36m的网度进行分布， 单个钻孔深度36m，相邻钻孔间组成观测线跨度为36m的弹性波CT系统，对角 钻孔间组成观测线跨度为51m的弹性波CT系统。

在步骤S13中，震源发射钻孔内每间隔1m激发一次震源，信号接收钻孔内 每间隔1m布置一个检波器串。

所述步骤S2的具体操作过程如下：

S21、激发震源，通过接收器接收震源信号，采用数据采集器对接收器接收 的信号进行采集，完成钻孔间区域岩体弹性波CT数据的采集；

S22、对采集的弹性波CT数据进行数据校对、初值拾取、计算模型建立和 反演成像，给出数据分析结果；