柳欣辰 張峰瑋 安然 向旻 尚彥軍

摘 要：本文利用高密度電法對(duì)煤礦采空區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，在測(cè)量區(qū)域內(nèi)布設(shè)9條測(cè)線(xiàn)并使用DUK2A高密度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，（其中GMD09作為背景參照值設(shè)置在未注漿區(qū)域內(nèi)）。測(cè)得數(shù)據(jù)后運(yùn)用Geogiga Rimager軟件進(jìn)行處理取得視電阻率等值線(xiàn)，運(yùn)用所學(xué)物探及相關(guān)地質(zhì)知識(shí)和已知資料取得9幅成果圖并對(duì)其中2幅具低電阻異常特點(diǎn)的成果圖進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，最后得出測(cè)線(xiàn)注漿區(qū)域視電阻率值比未注漿區(qū)域高，注漿效果整體較好的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：高密度電法；測(cè)線(xiàn)；斷面成果圖；視電阻率值

Analysis andEvaluation of the Results of Surveying Section

in Gob Area of Bayi Coal Mine

Liu Xinchen Zhang Fengwei* An Ran Xiang Min Shang Yanjun

Xinjiang Institute of Engineering XinJiangURUMQI 830000

Abstract：The high density electrical method is used to measure the coal mine goaf，and 9 lines are set up in the measuring area and the DUK2A high density measurement system is used.（in which GMD09 is set in the non grouting area as the background reference value）.After the data were measured，the apparent resistivity contour was obtained by Geogiga Rimager software，and 9 results were obtained by using the geophysical and related geological knowledge and the known data，and the results were analyzed and evaluated.Finally，the apparent resistivity value of the line grouting area was higher than that of the non grouting area and the conclusion is that the effect of grouting is better.

Key words：Highdensity Resistivity Method；surveying line；Section results map；apparent resistivity

1 采空區(qū)概況

采空區(qū)所在地為烏魯木齊市米東區(qū)鐵廠(chǎng)溝八一煤礦低山丘陵區(qū)域內(nèi)，[12]總體地勢(shì)為南高北低，部分地區(qū)可見(jiàn)明顯塌陷，局部回填。地層主要為第四系黃土蓋層、侏羅系風(fēng)化基巖和煤層。由于煤礦停采，井內(nèi)水位不斷上升致使采空區(qū)越加不穩(wěn)定。

2 本區(qū)域的高密度電法勘察

自然界中存在的巖土體，因其各項(xiàng)因素如巖土類(lèi)別、巖土體成分及結(jié)構(gòu)、自然溫度及濕度等的不同，故表現(xiàn)出不同的電學(xué)性質(zhì)。高密度電法以這種電學(xué)性質(zhì)差異為基礎(chǔ)，通過(guò)使用儀器觀(guān)測(cè)地質(zhì)體表現(xiàn)出的電性差異及電場(chǎng)變化并解決某類(lèi)地質(zhì)問(wèn)題。高密度電法勘察主要是通過(guò)不同或同一巖層因成分和機(jī)構(gòu)等因素的不同而具有的不同的電阻率這一性質(zhì)，使用接地電極將直流電導(dǎo)入地下從而建立起穩(wěn)定的人工電場(chǎng)，然后通過(guò)于地表觀(guān)測(cè)到的某點(diǎn)垂直方向或某剖面的水平方向的電阻率變化，繼而了解巖層的分布或地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)。

八一煤礦自停采至今，采空區(qū)基本趨于相對(duì)穩(wěn)定。由于塌陷物填充了部分采空區(qū)，并且塌陷物內(nèi)富水，這部分采空區(qū)應(yīng)為低電阻異常區(qū)；[34]由于區(qū)域構(gòu)造及煤層開(kāi)采的影響，采空區(qū)內(nèi)存在著大量的各種松散裂隙、孔隙，且煤層開(kāi)采致使含水層與煤層導(dǎo)通，使其電阻率急劇下降呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，因此充水的采空區(qū)具有低電阻率的電性特征，而垮塌、斷裂及離層等現(xiàn)象的存在，使圍巖具有高電阻率的電性特征。注漿固結(jié)后，注漿加固效果好的區(qū)域和圍巖具有相似的高電阻率特性，因此反映在斷面圖上，高電阻率區(qū)域是反映圍巖和注漿加固效果好的區(qū)域，注漿效果一般的區(qū)域和含水的采空區(qū)為低電阻率區(qū)域。

3 勘察成果圖分析評(píng)價(jià)

本次勘察共布設(shè)了9條測(cè)線(xiàn)剖面（GMD01GMD08為注漿區(qū)段，GMD09為未注漿區(qū)段），具特點(diǎn)的有2條測(cè)線(xiàn)剖面，分別是GMD04測(cè)線(xiàn)和GMD07測(cè)線(xiàn)，這兩條測(cè)線(xiàn)整體視電阻率和未注漿區(qū)段相比均有所升高，推測(cè)這兩條測(cè)線(xiàn)所在位置注漿效果整體較好，但是該兩條測(cè)線(xiàn)所在區(qū)段仍存在部分視電阻率異常。例如GMD04測(cè)線(xiàn)250520m、6301040m及GMD07測(cè)線(xiàn)240580m、7301030m范圍內(nèi)視電阻率整體略低，根據(jù)已知資料，幾組范圍內(nèi)存在煤層，推測(cè)為受煤層影響而導(dǎo)致視電阻率整體降低，則這幾組范圍內(nèi)注漿效果一般；GMD04測(cè)線(xiàn)263280m段及375455m段探測(cè)深度范圍內(nèi)中部存在視電阻率團(tuán)塊狀異常，測(cè)線(xiàn)460495m段探測(cè)深度范圍內(nèi)淺部存在視電阻率條帶狀異常，結(jié)合鉆探資料，這3個(gè)區(qū)段的注漿效果一般；GMD04測(cè)線(xiàn)630640m段探測(cè)深度范圍內(nèi)中部及805840m段探測(cè)深度范圍內(nèi)深部存在視電阻率值低阻異常，結(jié)合鉆探資料，該兩個(gè)區(qū)段注漿效果一般；GMD07測(cè)線(xiàn)400500m、540565m段探測(cè)深度范圍內(nèi)中部，650690m、820855m段探測(cè)深度范圍內(nèi)深部視電阻率低阻異常，其中400500m、540565m段視電阻率值更低，物探推測(cè)該幾組區(qū)段內(nèi)注漿效果一般。[5]

4 綜合分析結(jié)論

綜合各測(cè)線(xiàn)高密度電法電阻率等值線(xiàn)圖及物探解釋斷面圖，我們可以得到，該采空區(qū)內(nèi)布設(shè)測(cè)線(xiàn)測(cè)得的視電阻率整體相對(duì)較低，從圖上表現(xiàn)為探測(cè)深度范圍內(nèi)淺部的視電阻率與探測(cè)范圍內(nèi)較高中部略低深部的視電阻相比較高，而有煤層分布的區(qū)段視電阻率較低（受煤層低阻影響）的特征。布設(shè)測(cè)線(xiàn)已注漿區(qū)段的整體視電阻率值與未注漿區(qū)域的視電阻率值相比有所升高，根據(jù)已知材料可以推測(cè)注漿區(qū)段內(nèi)注漿效果整體較好。從各測(cè)線(xiàn)高密度電法電阻率等值線(xiàn)圖上可以看出，每條測(cè)線(xiàn)均至少有2個(gè)低電阻率區(qū)域，最多有5個(gè)低電阻率區(qū)域，但可以看出總低電阻率區(qū)域小于注漿區(qū)域的85%，且各個(gè)低電阻率區(qū)域具備分布不連續(xù)的特點(diǎn)。從整體上來(lái)看，注漿區(qū)域注漿質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，已注漿區(qū)域的加固效果相對(duì)良好，但是局部注漿區(qū)域的注漿效果一般，后期需要進(jìn)行再加固處理。

5 結(jié)論及建議

根據(jù)各高密度電法測(cè)線(xiàn)成果圖上表現(xiàn)的異常情況分析可以得出：（1）已注漿區(qū)域內(nèi)的整體注漿效果良好，且已注漿區(qū)域內(nèi)的視電阻率值和未注漿區(qū)域相比整體有所升高，但效果一般的區(qū)域需要擇期進(jìn)行再處理。（2）在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)道路能開(kāi)通并正常運(yùn)行的同時(shí)路基長(zhǎng)期受到各種外部因素的影響，例如地下水的上升對(duì)路基穩(wěn)定性的影響，注漿加固后的區(qū)域內(nèi)的路基仍然不可避免的存在著繼續(xù)變形的可能，為了應(yīng)對(duì)這種可能，能夠在第一時(shí)間做出反應(yīng)，隨時(shí)掌握路基變形動(dòng)態(tài)用以確保道路的安全穩(wěn)定，我建議應(yīng)當(dāng)盡快設(shè)置諸個(gè)用以進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。[6]（3）我們?cè)诳辈爝^(guò)程中發(fā)現(xiàn)距離注漿邊界約8m處有一直徑約10m，深度約12m的塌陷坑，該塌陷坑所處位置的地勢(shì)相對(duì)較低，考慮到自然因素（如持續(xù)降水及融化雪水導(dǎo)致的塌陷坑側(cè)壁向內(nèi)坍塌）對(duì)塌陷坑的影響，我們可以預(yù)測(cè)塌陷坑具備向路基方向擴(kuò)大塌陷的可能，我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對(duì)該塌陷坑做預(yù)防及加固處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊鏡明，魏周政，高曉偉，高密度電阻率法和瞬變電磁法在煤田采空區(qū)勘查及注漿檢測(cè)中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2014，29（1）：23.

[2]王新剛，張龍菊，馮曉臘，等.煤礦采空區(qū)塌陷地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估研究——以烏魯木齊八道灣地區(qū)某煤礦采空區(qū)為例[J].安全與環(huán)境工程，2011，18（2）：1822.

[3]蓋春平，王治.簡(jiǎn)約煤礦采空塌陷的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估特點(diǎn)[J].中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)礦井地質(zhì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2008年學(xué)術(shù)論壇，2009.

[4]張斌，范浩敏，郭峰.淺談煤礦下伏采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理[J].西部探礦工程，2014，26（7）：97100.

[5]何進(jìn)，亞峰，建江，煤礦采空區(qū)綜合地球物理方法探測(cè)[J].物探與化探，2012，36（1）：9697.

[6]孫娟，貢常青，郝文輝，等.河北唐山開(kāi)灤趙各莊煤礦采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征及防治措施[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2011，22（3）：4955.

項(xiàng)目：新疆自治區(qū)教育廳大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目（201710994045），新疆自治區(qū)教育廳地質(zhì)工程重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)，新疆工程學(xué)院地質(zhì)工程重點(diǎn)學(xué)科

作者簡(jiǎn)介：柳欣辰（1997），新疆烏魯木齊人，本科在讀生，專(zhuān)業(yè)：地質(zhì)工程。

*通訊作者：張峰瑋（1986），新疆石河子人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：地質(zhì)資源與地質(zhì)工程。