露天鐵礦采空區(qū)的探測(cè)與治理技術(shù)管理體系

鄧永波

（宏大爆破有限公司 廣東廣州 510623）

1 引言

現(xiàn)在，中國(guó)的一部分小型鐵礦受到其技術(shù)的制約，未對(duì)采空區(qū)出現(xiàn)的自燃情況還有區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)的造冊(cè)登記，還有就是因?yàn)闀r(shí)間過長(zhǎng)，大部分生產(chǎn)區(qū)域在地質(zhì)這方面的資料準(zhǔn)備不充分，為目前進(jìn)行的露天鐵礦開采的確認(rèn)造成了極大的困難。將出現(xiàn)這一特殊問題的區(qū)域查明并進(jìn)行標(biāo)注，為鐵礦在開采過程中方面提早應(yīng)用預(yù)防辦法，這對(duì)于鐵礦開采期間的安全度還有提升采空區(qū)域的鐵礦的回收效率具備了極為重要的意義。

2 探測(cè)方式

對(duì)于露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)這個(gè)問題的探測(cè)，現(xiàn)在的西方某些發(fā)達(dá)國(guó)家是將物探這種方式當(dāng)作重點(diǎn)使用的方法，而中國(guó)現(xiàn)在則是將鉆探當(dāng)作重點(diǎn)使用的方法，物探當(dāng)作輔助進(jìn)行的方法。使用物探進(jìn)行采空區(qū)的探測(cè)的方式普遍意義上能夠區(qū)分為下述幾類：

2.1 重力

露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)這個(gè)問題是由于在開采過程中，在質(zhì)量方面造成了虧損，最終導(dǎo)致了低重力存在異常這個(gè)問題的出現(xiàn)。使用重力對(duì)露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)這個(gè)問題進(jìn)行勘探的這個(gè)方式是使用地質(zhì)體當(dāng)中出現(xiàn)的質(zhì)量虧損或者是盈余的方式，在地表當(dāng)中觀察監(jiān)測(cè)它們?cè)斐傻闹亓Ξ惓Ｇ闆r，最終對(duì)地下的地質(zhì)體的地理分布還有大小以及便捷等問題進(jìn)行確定。

2.2 電磁

2.2.1 極高密度

使用這種方式進(jìn)行對(duì)露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)這個(gè)問題的探測(cè)，它的精準(zhǔn)度極高，因此使用極為普遍，可是這種探測(cè)方式能夠探測(cè)到的深度不大，普遍適合應(yīng)用在對(duì)老巷的探測(cè)當(dāng)中，這種方法進(jìn)行探測(cè)的深度普遍在50～60m之間。

2.2.2 瞬變

普遍狀況中，露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空的區(qū)域會(huì)比正常的巖層受到的電阻率要高，因此，采空區(qū)會(huì)在電阻率的剖面圖當(dāng)中表現(xiàn)出高阻異常的情況；假如鐵礦層當(dāng)中有采空區(qū)出現(xiàn)，并且該區(qū)域充滿水的狀況下，會(huì)造成采空區(qū)的電阻率普遍都比正常巖層當(dāng)中的電阻率低，此時(shí)，采空區(qū)會(huì)在電阻率的剖面圖當(dāng)中表現(xiàn)出低阻異常的狀況。

這種對(duì)露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)進(jìn)行探測(cè)的方式的優(yōu)勢(shì)是：具備極強(qiáng)的辨別能力、有極為強(qiáng)勁的穿透能力、極為高效的工作效率、受到地形因素的制約、展開觀察監(jiān)測(cè)還有對(duì)于存在的低電阻極為敏感。這種探測(cè)方式是目前正在快速推廣應(yīng)用的物探類型的探測(cè)方式。

2.2.3 使用雷達(dá)進(jìn)行探地

這種進(jìn)行對(duì)露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)域探測(cè)的方式使用的是極高頻率的電磁波在傳播過程當(dāng)中，它的強(qiáng)度以及波形會(huì)跟隨它所經(jīng)過的介質(zhì)在電性質(zhì)還有幾何形態(tài)這兩個(gè)方面的轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。這種進(jìn)行探測(cè)的方式適合對(duì)探測(cè)深度不大的采空區(qū)域使用，它具備適合使用的面積較廣，而且進(jìn)行探測(cè)的分辨率極高這兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，它在工程項(xiàng)目當(dāng)中的使用已經(jīng)獲得了大多數(shù)的認(rèn)同。

2.2.4 地震

這種進(jìn)行探測(cè)的方式是將介質(zhì)之間存在的彈性差距當(dāng)作基礎(chǔ)，探究波長(zhǎng)產(chǎn)生變化的規(guī)律。在對(duì)露天鐵礦當(dāng)中存在的采空區(qū)域進(jìn)行探測(cè)期間，此類探測(cè)方式的使用頻率也是相當(dāng)?shù)母?，但是，此類進(jìn)行探測(cè)的方式具備極大的制約性，極易受到地形因素的干擾，同樣的，它也極易受到重復(fù)多次的反射波的影響，同時(shí)也極易對(duì)參數(shù)的探究工作造成干擾。

2.2.5 使用放射性進(jìn)行測(cè)量

在對(duì)采空區(qū)域進(jìn)行探測(cè)的過程當(dāng)中，普遍會(huì)使用到的是這類方式當(dāng)中的氡氣進(jìn)行測(cè)量，這種方式在對(duì)采空區(qū)域進(jìn)行實(shí)際探測(cè)的工作當(dāng)中具備極為優(yōu)良的使用成果。氡氣本身就是一種天然的具備放射性質(zhì)的鈾系當(dāng)中的氣體元素，因?yàn)榻?jīng)過團(tuán)族的搬遷轉(zhuǎn)移還有承接力量向下傳輸、向外擴(kuò)散以及對(duì)流還有抽吸等等這些作用，它表現(xiàn)出了十分強(qiáng)大的在遷移方面的作用，極易從很深的地方向上面進(jìn)行擴(kuò)散，然后再進(jìn)入至土壤當(dāng)中。所以，在富有鈾、鐳這兩類物質(zhì)且相對(duì)集中的區(qū)域、還有就是該區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)破碎帶的上方位置以及采空區(qū)域的上方位置全部能夠形成富足、集中的氡氣，并且在它的周圍區(qū)域氡氣的含量顯著降低。

優(yōu)勢(shì)：對(duì)進(jìn)行探測(cè)的場(chǎng)地有很強(qiáng)的使用能力、不易受到地電以及地磁等因素的干擾、能夠探測(cè)的深度極大。

3 我國(guó)普遍使用的探測(cè)方式

我國(guó)在這方面探測(cè)普遍使用的方式是：物探（極高密度用電的方式+對(duì)氡氣進(jìn)行測(cè)量的方式）-探孔洞進(jìn)行驗(yàn)證-3D激光掃描的技術(shù)。

物探技術(shù)可以較為精準(zhǔn)的把控它的大致區(qū)域和深度，在其懷疑區(qū)域采取打探孔的方式展開驗(yàn)證，若真實(shí)存在采空的區(qū)域，就使用激光掃描的儀器展開掃描。

使用3D激光掃描儀在中國(guó)的露天礦井中對(duì)采空區(qū)域進(jìn)行探測(cè)的空間分布存在大量的使用，使用3D激光掃描對(duì)預(yù)先判定存在采空的區(qū)域展開3D的空間掃描，在對(duì)其在實(shí)際的探測(cè)使用過程當(dāng)中都獲得了很好的成果，下面簡(jiǎn)單介紹一下它的使用成果。

原理：3D激光掃描儀在進(jìn)入到鉆孔之后，經(jīng)過全方位球型激光對(duì)該區(qū)域展開掃描，經(jīng)過發(fā)射出的激光對(duì)被測(cè)物體表面的立體坐標(biāo)進(jìn)行掃描獲得，再由后期參數(shù)處理形成該區(qū)域的3D模型。

4 結(jié)束語

由于露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空區(qū)給其自身的生產(chǎn)安全造成了巨大的隱患，我們面對(duì)有此類型地質(zhì)災(zāi)害的露天鐵礦當(dāng)中出現(xiàn)的采空的區(qū)域進(jìn)行合理的、全方位的探測(cè)工作，為露天鐵礦的開采效率的提升以及生產(chǎn)安全的保障進(jìn)行高效、有針對(duì)性的預(yù)防工作。

參考文獻(xiàn)

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