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矿产开发的历史比较悠久,但在开发历史中多数没有记录,这样就造成了很多问题。特别是,从上世纪的80年代至今,许多的无序开发,造成了矿区内采空区分布未知的状况,这给矿区人民的生活和生产活动带来了严重的安全隐患。为了给采空区的治理工作提供依据,给居民的生活提供安全保障,需要查明采空区的具体空间位置。简单的调查和钻孔并不能给出完整的结论,因此需要多快好省的地球物理勘探方法进行勘察。
对铝土矿采空区的探测来说,最好的方法是无损的物探方法,但过去的经验与研究表明,没有一种物探方法是完全适用的。由于每一种物探方法都具有局限性,针对铝土矿采空区的特点,要选定一种或几种合适有效的物探方法,需要经过试验才能得出结论。
在本文中,物探方法的试验研究工作,采用了理论研究提出可行方案,现场应用验证,分析总结提高,归纳提炼的研究思路。本文首先在对现有的采空区进行调查分类的基础上,选取了有代表性的采空区作为试验场地;根据理论分析结果,选择了电磁法、地震法、放射性等地球物理方法作为试验的基本方法,并制定了合理的试验方案,进行了各种方法的试验工作;然后,针对不同位置、埋深和充填情况的采空区,作者根据野外试验结果和正演计算,对电磁法、地震法和放射性3种方法的有效性进行了系统分析,主要研究工作与取得的成果如下:
(1)通过文献调研,掌握了国内外应用地球物理技术探测采空区的成功经验,为本项目的研究奠定理论基础。
(2)搜集了探区内各种地质地球物理资料,初步掌握了所在地区的区域地质、工程地质、水文地质、矿产地质条件和岩层的地球物理特征,采空的历史和活动,矿层项底板的岩性、厚度和矿体的赋存条件,以及采空区的基本特征;分析归纳出了不同岩性的物理参数,同一岩性不同类别的物理参数,为进一步工作的展开提供了依据。
(3)重点开展了高密度电法、高频音频大地电磁(EH-4)、浅层地震反射、放射性测氡等方法的对比研究。在此基础上选择有代表性的地段进行了探测试验,通过与已知采空区实际资料的对比,分析了误差产生的原因,探讨了探测深度、分辨能力、地层的岩性、采空区的规模及充填情况之间的关系。最终确定了采空区探测的采用高密度电法和EH-4相结合的方法,选用合适的观测系统和参数,可以在采空区的探测中取得较好的效果。