微动探测在铜陵某金矿采空区勘查中的应用_鲁杏.pdf
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1、第 卷 第期 年月 ,中文引用格式:鲁杏,郭信,罗传华,等微动探测在铜陵某金矿采空区勘查中的应用工程地球物理学报,():英文引用格式:,():微动探测在铜陵某金矿采空区勘查中的应用鲁杏,郭信,罗传华,丁丹,余敏,崔先文(安徽省勘查技术院,安徽 合肥 ;安徽省地质矿产勘查局 地质队,安徽 铜陵 )收稿日期:基金项目:安徽省重点研究与开发计划项目(编号:)第一作者:鲁杏(),男,高级工程师,主要从事地球物理勘查生产与科研工作。:摘要:近年来,采空区塌陷事故时有发生,采空区勘查的重要性越来越高,物探方法能快速、高效地查明采空区的位置、范围和边界等,可以为综合治理提供基础依据。本文以铜陵市某工程场地金
2、矿采空区为研究对象,选用微动探测方法对该金矿地下采空区进行了探测。工作中,采用线性排列进行探测,对每个排列的数据采用扩展空间自相关法获取了每个测点的频散曲线,对频散曲线进行反演并通过插值计算,获得了剖面横波速度结构,圈定了个低速异常区,根据地质和钻孔资料并经综合研究,推断为采空区或破碎,经过钻探验证得以确认。本文微动探测结果表明,在存在严重背景干扰的城市开展采空区勘查工作,微动探测方法具有较强的探测能力和优势,可为本区的采空区地质灾害的勘查、治理提供基础资料。关键词:采空区;微动;横波速度结构中图分类号:文献标识码:文章编号:():,(.,;.,):,第期鲁杏,等:微动探测在铜陵某金矿采空区勘
3、查中的应用 ,:;引言近年来,因采空区塌陷诱发的各种事故时有发生,造 成 了 巨 大 的 社 会 安 全 隐 患 和 财 产 损失,。研究如何有效解决采空区的勘查问题,对保护人民财产及人身安全具有重大意义,。地球物理方法以其普查范围大、速度快、价格低等优点在采空区的调查中得到了普遍应用,常规手段主要有高密度电阻率法、地质雷达法、浅层地震法及瞬变电磁法等,各种方法的适用性及效果也不同。地质雷达法探测深度较浅;浅层地震法在城市范围内受障碍物及背景噪声影响,施工困难;电法在城市中主要受到周围电磁场影响,干扰严重,施工困难。微动探测法具有施工简便,成本低,受周围环境影响较小等特点,在城市地下空间探测中
4、有着极大优势,。该方法以平稳随机过程理论为依据,从微动信号中提取面波频散曲线,通过对频散曲线的反演得到地下介质的横波速度,从而进行岩性分层及构造分析。近年来,在地热勘查、隐伏构造勘查、采空区勘查等多个领域得到了广泛的应用,并取得了良好的应用效果 。铜陵市某金矿位于铜陵市铜官区境内,根据当地政府的独立工矿区发展规划,该金矿规划土地用途为二类工业用地。受矿业活动影响,采空塌陷、岩溶塌陷地质灾害易发。利用抗干扰能力较强、工作效率较高的微动探测方法对该金矿地下采空区进行勘查,可为采空区地质灾害的勘查、治理提供基础资料。工区地质概况2.1地层工区内出露地层主要为三叠系下统和龙山组、南陵湖组及第四系。三叠
5、系下统和龙山组分布于场地中部,呈北东带状分布,岩性为青灰色条带状灰岩、泥质灰岩、钙质页岩互层,变质后为角岩与大理岩或矽卡岩,呈均匀细条带互层。三叠系下统南陵湖组分布于场地东部,为中厚层灰岩,变质后为大理岩,岩溶发育,尤其与岩体接触带或断层破碎带附近发育强烈。第四系在场地内普遍分布,成分以粉细砂为主,厚度一般为。2.2构造工区位于青山背斜的南东翼,区内次级褶曲、断裂发育。青山背斜是区内主要褶皱构造,长约 ,宽约,轴线总体走向 。工区位于该背斜近北东倾伏端的南东翼,为一单斜构造,地层走向北东 左右,倾向南东,倾角 。工区内还存在一近南北向破碎带,走向长大于 ,从地表延深控制标高在,向深部有继续延深
6、的趋势,倾向东,倾角 。破碎带主要由角砾状石英闪长岩组成,角砾大小悬殊,棱角明显。破碎带中方解石脉、石英脉发育,且黄铁矿化、硅化较强,黄铁矿呈星点状、细脉状浸染状分布,并普遍具金矿化。2.3岩浆岩主要为闪长岩体,为燕山晚期岩浆活动的产物,工区内大面积出露,呈岩墙状产出,浅部岩石风化较强,具强烈高岭土化。2.4矿区采空塌陷情况根据以往勘探资料显示,场地内古掘遗迹普遍,曾有古人进行过开采,地下遗留有老隆空区,空区埋深一般在标高左右,距离地表较浅,易产生塌陷,地表稳定性差。金矿采矿活动于场地西北部形成大量采空区及开拓巷道,空区、巷道埋深较浅,采矿方法采用崩落法,空区顶板任其垮落,地表曾多次发生采空塌
7、陷地质灾害。采空区、巷道围岩为石英闪长岩岩体,受区内褶皱、断裂构 工 程 地 球 物 理 学 报()第 卷造影响,岩体破碎,易风化,空区积水进一步软化围岩,易产生塌陷,地表稳定性差。技术路线和数据处理3.1技术路线微动勘探的野外工作布置常有三角形台阵、圆形台阵、十字形台阵、形台阵、直线形台阵等,可根据实际工作中地形、环境等情况,灵活布设台阵。常用的提取面波频散曲线的方法有频率波数法(,)和空间自相关法(,)。采用空间自相关法提取频散曲线,一般来说对三角形台阵或圆形台阵效果较好。在实际工作过程中,往往受到地形地物的约束,没有足够的空间来布置这些台阵。为了解决这一问题,在空间自相关法的基础上进行了
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