地质手段方法在矿山采空区调查中的应用

[摘 要 ]　通过比较目前有关我国矿山采空区地质调查中的工作手段和方法,结合在矿山的实际工作,对矿山采空区调查中地质工作流程手段和方法,提出了新的认识和并总结了开展工作的七个步骤从而保障矿山采空区地质调查工作的真实性、可靠性.

[关键字]　地质调查　手段　方法　应用　矿山　采空区调查

[中图分类号]　P5 [文献码]　B [文章编号]　1000-405X（2012）-11-15-2

随着全球经济的回暖　,随着我国改革开发以来的快速发展,对于矿产资源的开发利用也出现了前所未有的需求增长.伴随着疯狂的资源盗掘,随之而来的就是出现了大量矿山资源枯竭和被采空的现象.如果未进行及时处理,采空区规模越来越大,造成采空区顶板岩层突然跨落,产生强烈的冲击波,不仅危及井下作业,而且会导致地表塌陷＼地裂等重大地质灾害.

如何准确的评估那些新老矿山的资源储量情况,以及经济意义,矿山采空区调查工作显得尤为重要.矿山采空区的调查工作,主要有测量调查、地质调查、环保调查、水文调查、工程调查、地质灾害调查等.矿山采空区的调查内容包括：

（1）查明采空区规模和形状,包括采空区体积、空区范围投影面积、采空区形状、采空区联通情况（独立或者成群）、采空区高度及长度与宽度比.

（2）查明采空区充水情况.

（3）查明采空区周围岩石和岩石物理、力学性质,岩性的调查特别注意岩石的脆性和可塑性.

（4）查明采空区存在年限.

（5）查明采空区规模变动情况,包括采空区处理方法和年处理量、年新增采空区数量体积等.

（6）调查采空区冒落情况,包括逐渐冒落或者阶段性大冒落、地表是否塌陷和下沉、历史地压事故分析等.

（7）采空区附近抽水和排水情况及其对采空区稳定的影响.

（8）采空区内通风排气情况.

对于矿山采空区调查中的测量调查工作流程、手段、方法应用,本人已经有过总结.可参考作者本人所著<<矿山采空区调查中测量工作流程手段和方法探讨>>一文.

地质调查工作流程手段和方法,在矿山采空区的调查中也是非常重要的一个环节.采用正确的工作流程手段和方法,对矿山采空区进行的地质编录,能够为最终的整个矿山内的采空区分布情况、已经采动的矿体范围圈定、已经采动的资源储量的估算,以及对于整个矿山的经济意义的评估等,可以提供准确、符合客观、可靠、充实的第一手资料.

目前,我们国家在矿山采空区调查过程中,主要采用的是利用钻探、地球物理、遥感、现场编录等手段和方法.其中钻探成本较高,地球物理、遥感方法也有使用,但是手段所限制,加上采空区的动态变化较大,特别是对塌陷区和地裂缝的判别困难较大,采空区的范围确定还是比较笼统,精确度不是很高.现场编录比较直观,能够准确的反映矿山采空区的实际情况,但是,危险系数相对于其他的手段和方法较大.

本文作者根据自己在矿山进行的采空区地质调查中的相关工作,着重将其中有关矿山采空区现场地质编录工作中的一些工作流程、所采用的手段和方法的运用,做一浅析,供同行参考.

矿山采空区地质调查工作流程可分以下七个步骤进行：

1　收集矿区资料

在确定好对一个矿山需要进行采空区地质调查的目标后,明确调查的目的和任务.根据这个目的和任务,去收集相关的资料.这一步骤要求做到的就是参与矿山采空区调查的地质技术人员,必须对到所要进行调查的矿山进行全面了解,收集尽可能全面的资料.这些资料包括所要进行调查的采空区的以往开展的测量工作、地质工作、开采情况和目前的工作环境、安全现状.需要收集的测量成果,主要是以往所有在矿山开展过工作的有关测绘单位,所进行测绘后保留的矿山采空区的平面、立体、规模等详细的原始数据情况.地质方面需要收集的资料就是矿山采空区所处的地理位置、地层层位、地质构造、岩石结构等.开采情况,主要收集以往矿山相关的开采方法、开采数量、开采规模、开采出的矿石品位等.工作环境主要是收集相关矿山气候工作条件和安全条件等.这一步资料收集的越全,后期的工作就越好开展,取得的资料,综合得出的结论就越具有价值.

2　矿区实地踏勘

收集完所要进行地质调查的矿山采空区相关资料后,紧接着,就是要对矿山的采空区进行现场踏勘.

这一步骤要求做到的就是参与矿山采空区地质调查的技术人员,必须和有经验的对矿山采空区熟悉的人员一起,到所要进行调查的矿山,对采空区进行实地勘察,现场观察,详细了解所要进行调查的采空区的实际情况,摸清工作条件和作业环境,包括采空区所处的地里位置、地层层位、地质构造、岩石结构、稳固程度,规模大小,形态形状等.一定要让后期参与调查的地质技术人员亲临现场,做到心中有数.另外对所要进行地质调查的矿山采空区的形态、规模、复杂程度、安全稳固程度等都要进行详细勘察,划分不同形态类别,认真做好详细记录,以供下步制定矿山采空区地质调查施工组织方案使用.

3　制定调查方案

相关地质技术人员在进行完现场踏勘以后,再结合参与地质调查各方的实际情况,将现场踏勘获得的第一手资料认真研究,加以分析,综合整理.然后,制定出符合实际情况的矿山采空区地质调查施工组织方案,用来指导下一步的地质调查编录工作.矿山采空区地质调查施工组织方案中一定要包含人员组织、技术调查规范和安全保障方案、技术手段和方法等.还要将参与矿山采空区地质调查的人员物资配备、安全措施和矿山采空区的情况进行详细的分类,力争针对不同的采空区情况,制定出相应的技术、安全保障措施,采用不同的手段和方法,确保矿山采空区地质调查工作的顺利进行.

这一步至关重要,直接影响着采空区调查工作能不能正常进展或者地质调查结果、地质调查数据能不能真实反映实际情况等. 4　采空区调查编录

制定完详细的施工组织调查方案以后,参与调查的地质技术人员根据矿山采空区的规模、形状、危险程度等分类情况,分别选择不同的手段和方法,取得相应的第一手数据.以便这些数据供下步整理资料时,计算相关数据使用.

目前,根据我国现阶段在全国开展的矿山采空区调查工作情况看,我国在矿山采空区地质调查方面,还没有专门针对矿山采空区地质调查的相关规范、手段和方法.特别是在矿山采空区的调查手段和方法上,大多数采用的是用地球物理方法,来确定矿山采空区的空间分布情况.我们知道,正常情况下利用地球物理方面,理论上是可以的,但是有些时候由于地下情况复杂多变,仅仅靠地球物理的手段和方法,是很难真实的反映实际情况的.因此,本人认为在矿山采空区的地质调查工作中,还是主要采用参考一些矿山坑道地质编录的规范进行矿山采空区的实地调查工作.虽然在安全方面可能有些风险,但是,调查的结果可信度就比较大.只要采取比较好的安全保障措施,制定好整套的工作程序就行了.

矿山采空区地质调查过程中主要采取的手段和方法有两种,一种是针对有测量成果的,对于矿山采空区的地质调查工作,在测量成果的基础上,对地质资料进行复核对比,主要是完善矿山采空区的整体资料.另外一种就是没有测量资料的情况下,地质技术人员,现场采用坑道地质编录的规范进行工作.以上两种情况,对于矿山采空区的编录描述、布采样品等都要严格按照GB/T13908-2002《固体矿产地质勘查规范总则》、　DZ/T0078-93《固体矿产勘查原始地质编录规定》等进行.

在开展现场调查编录时,应该注意,矿山采空区的工作环境和情况不同于一般的坑道,其规模大小、形态复杂程度、危险程度、各种风险等都远远大于一般的坑道编录.因此,根据采空区不同的情况,采用不同的手段和方法进行地质调查编录,是十分有必要的.

矿山采空区地质调查中采取的手段和方法主要还是依据坑道编录的相关手段和方法,但是在开展采空区地质调查编录前,要区分好矿山采空区的形状,比如说,是圆球体、椭球体、圆锥体、立方体还是长方体等.然后,根据确定好的形态,有目的的去收集相关的参数数据.

矿山采空区进行地质调查时,主要使用的工具有手持红外线测距仪、皮尺、罗盘、地质锤、记录本、油漆、绘图工具等.

这一步工作必须在现场完成,并提供相应的原始手工素描图件和坑道编录原始记录文字.

5　调查工作自检互检

为确保矿山采空区地质调查工作的质量,现场不仅要派专职检查技术人员长期过程,进行自我检查.还要不定期的邀请有关专家对已经完成的矿山采空区地质调查手段、方法及成果进行检查,成果合格后方可开展下步工作.参与矿山采空区地质调查的技术人员,在工作的不同时期,随时要进行相互之间的检查.对在自检互检及专家检查的过程中所提出的问题,参与调查编录的技术人员一定要在现场及时修改.对于一些调查手段和方法上的原则问题,一定要重新返工.

6　矿区调查原始资料整理

原始资料整理工作是一个非常繁琐,但是又是非常重要的步骤.在这个过程中,不但要求参与项目的地质技术人员,对开展工作前收集的资料和在矿山采空区现场调查编录的原始资料进行详细的汇总,还要邀请一些专家进行现场指导,分类整理.在整理过程中,如果发现不合理的或者遗留的相关数据,要进行复查和重新调查纠正.这个阶段整理出来的资料不仅包括所调查的采空区的平面的形态,还要有立体的形态,是一个全方位的反映矿山采空区的实际状况.这个阶段主要提供的综合图件包括矿山坑道及采空区地质平面图、勘探线剖面图、采空区投影图.综合表格有样品统计表、资源量估算表、采空区调查情况一览表,其中采空区调查情况一览表里的内容有采空区编号、形状、规模、面积、高度、体积、围岩结构、稳固程度、积水情况、采出品位、采出资源量、采动矿体等等.特别是对于跨度比较大的采空区,地质调查工作更要详细,对其中的构造、矿化、矿体产状、形态更要仔细研究分析.

7　编写矿山采空区调查报告

经过以上六个步骤的详细工作,矿山采空区的地质调查工作流程基本结束.参与矿山采空区地质调查人员应该按照相关的技术规范要求,将整理好的所有的原始资料和综合资料进行系统整理,编制成册,提交<<***矿山采空区地质调查报告>>,以供有关专家进行评审和提交相关主管部门备案.

[4]　《固体矿产勘查原始地质编录规程》（DD2006-01）.中国地质调查局