露天鐵礦采空區的探測與治理技術管理體系

鄧永波

（宏大爆破有限公司 廣東廣州 510623）

1 引言

現在，中國的一部分小型鐵礦受到其技術的制約，未對采空區出現的自燃情況還有區域進行仔細的造冊登記，還有就是因為時間過長，大部分生產區域在地質這方面的資料準備不充分，為目前進行的露天鐵礦開采的確認造成了極大的困難。將出現這一特殊問題的區域查明并進行標注，為鐵礦在開采過程中方面提早應用預防辦法，這對于鐵礦開采期間的安全度還有提升采空區域的鐵礦的回收效率具備了極為重要的意義。

2 探測方式

對于露天鐵礦當中出現的采空區這個問題的探測，現在的西方某些發達國家是將物探這種方式當作重點使用的方法，而中國現在則是將鉆探當作重點使用的方法，物探當作輔助進行的方法。使用物探進行采空區的探測的方式普遍意義上能夠區分為下述幾類：

2.1 重力

露天鐵礦當中出現的采空區這個問題是由于在開采過程中，在質量方面造成了虧損，最終導致了低重力存在異常這個問題的出現。使用重力對露天鐵礦當中出現的采空區這個問題進行勘探的這個方式是使用地質體當中出現的質量虧損或者是盈余的方式，在地表當中觀察監測它們造成的重力異常情況，最終對地下的地質體的地理分布還有大小以及便捷等問題進行確定。

2.2 電磁

2.2.1 極高密度

使用這種方式進行對露天鐵礦當中出現的采空區這個問題的探測，它的精準度極高，因此使用極為普遍，可是這種探測方式能夠探測到的深度不大，普遍適合應用在對老巷的探測當中，這種方法進行探測的深度普遍在50～60m之間。

2.2.2 瞬變

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

這種對露天鐵礦當中出現的采空區進行探測的方式的優勢是：具備極強的辨別能力、有極為強勁的穿透能力、極為高效的工作效率、受到地形因素的制約、展開觀察監測還有對于存在的低電阻極為敏感。這種探測方式是目前正在快速推廣應用的物探類型的探測方式。

2.2.3 使用雷達進行探地

這種進行對露天鐵礦當中出現的采空區域探測的方式使用的是極高頻率的電磁波在傳播過程當中，它的強度以及波形會跟隨它所經過的介質在電性質還有幾何形態這兩個方面的轉變而產生轉變。這種進行探測的方式適合對探測深度不大的采空區域使用，它具備適合使用的面積較廣，而且進行探測的分辨率極高這兩個方面的優勢，它在工程項目當中的使用已經獲得了大多數的認同。

2.2.4 地震

這種進行探測的方式是將介質之間存在的彈性差距當作基礎，探究波長產生變化的規律。在對露天鐵礦當中存在的采空區域進行探測期間，此類探測方式的使用頻率也是相當的高，但是，此類進行探測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，它也極易受到重復多次的反射波的影響，同時也極易對參數的探究工作造成干擾。

2.2.5 使用放射性進行測量

在對采空區域進行探測的過程當中，普遍會使用到的是這類方式當中的氡氣進行測量，這種方式在對采空區域進行實際探測的工作當中具備極為優良的使用成果。氡氣本身就是一種天然的具備放射性質的鈾系當中的氣體元素，因為經過團族的搬遷轉移還有承接力量向下傳輸、向外擴散以及對流還有抽吸等等這些作用，它表現出了十分強大的在遷移方面的作用，極易從很深的地方向上面進行擴散，然后再進入至土壤當中。所以，在富有鈾、鐳這兩類物質且相對集中的區域、還有就是該區域的地質結構破碎帶的上方位置以及采空區域的上方位置全部能夠形成富足、集中的氡氣，并且在它的周圍區域氡氣的含量顯著降低。

優勢：對進行探測的場地有很強的使用能力、不易受到地電以及地磁等因素的干擾、能夠探測的深度極大。

3 我國普遍使用的探測方式

我國在這方面探測普遍使用的方式是：物探（極高密度用電的方式+對氡氣進行測量的方式）-探孔洞進行驗證-3D激光掃描的技術。

物探技術可以較為精準的把控它的大致區域和深度，在其懷疑區域采取打探孔的方式展開驗證，若真實存在采空的區域，就使用激光掃描的儀器展開掃描。

使用3D激光掃描儀在中國的露天礦井中對采空區域進行探測的空間分布存在大量的使用，使用3D激光掃描對預先判定存在采空的區域展開3D的空間掃描，在對其在實際的探測使用過程當中都獲得了很好的成果，下面簡單介紹一下它的使用成果。

原理：3D激光掃描儀在進入到鉆孔之后，經過全方位球型激光對該區域展開掃描，經過發射出的激光對被測物體表面的立體坐標進行掃描獲得，再由后期參數處理形成該區域的3D模型。

4 結束語

由于露天鐵礦當中出現的采空區給其自身的生產安全造成了巨大的隱患，我們面對有此類型地質災害的露天鐵礦當中出現的采空的區域進行合理的、全方位的探測工作，為露天鐵礦的開采效率的提升以及生產安全的保障進行高效、有針對性的預防工作。

參考文獻

[1]張加權，賀昌斌，解廷堃，等.露天煤礦采空區的探測與治理技術管理體系[J].露天采礦技術，2017，32（12）：12～15.

[2]劉博文，王振偉，李偉，等.露天礦地下采空區探測與治理技術應用與實踐[J].中國煤炭，2017（11）：42～46.