杭绍台铁路采空区瞬变电磁探测研究

论文摘要

采空区对高速铁路隧道及桥梁是一个巨大的潜在威胁。尤其是一些老旧矿山,开采历史久远,地下采空区情况复杂,可能存在瓦斯等有害气体,大都伴有部分巷道塌陷、积水,甚至存在老窑积水问题,且老旧采空区难以进入其内部进行核实。隧道和桥梁施工会对采空区产生二次扰动,打破采空区现有的应力平衡。此类问题可能对铁路建设及后期运营形成不利影响。因此,利用地球物理学方法对采空区进行探测具有重要的现实意义,也为后续对采空区稳定性评价提供依据。根据所穿越采空区的特点,制定了采空区探测方案,在可能影响线路安全的范围内开展专项地质勘察。以收集资料、地质调绘、地球物理探测、钻探、测试及试验相结合的综合地质勘察方式实施,探明采空和铁路线路安全边界。主要成果如下:(1)在收集和评价相关采空区资料的基础上,确定采空区探测所应用的地球物理方法。(2)布设地球物理探测横剖面,采用高精度的反磁通瞬变电磁法,圈定地球物理异常区域。通过钻探验证异常区域是否存在踩空。进而也验证了反磁通瞬变电磁系统在探测浅层采空区是一种有效的方法。(3)结合地球物理探测结果,布设地质钻孔勘探,开展专项地质勘察工作,查明铁路安全范围界线内是否存在采空区,通过地球物理勘探与地质勘探相结合的方法在保障勘探效果的前提下,大大降低了勘探成本,压缩了工期。(4)根据综合勘探结果分析,对存在采空区的区域,则进一步加强勘探工作,对采空区作出稳定性分析及安全评价并给出整治建议措施。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 引言
•   1.1 选题依据与研究意义
•   1.2 研究现状
•   1.3 研究内容
• 2 采空区探测方案
•   2.1 采空区探测方案的制定
•     2.1.1 采空区探测方案的基本思想
•     2.1.2 探测方案流程
•   2.2 采空区探测的地球物理方法
•     2.2.1 常用地球物理方法介绍
•     2.2.2 瞬变电磁法基本原理
•     2.2.3 基于等值反磁通原理的瞬变电磁法的特点
•     2.2.4 基于等值反磁通原理的瞬变电磁背景理论
•     2.2.5 基于等值反磁通瞬变电磁系统的探测深度
• 3 研究区地质背景和区域调查
•   3.1 研究区域背景
•     3.1.1 研究区域大地构造单元划分
•     3.1.2 研究区域内采空区的地理位置
•     3.1.3 采空区与铁路位置关系
•   3.2 两个矿区区域地层岩性水文地质及矿产
•     3.2.1 新昌煤矿矿区区域地层岩性水文地质及矿产
•     3.2.2 岩下萤石矿矿区区域地层岩性水文地质及矿产
•   3.3 新建铁路穿越采空区开采调查成果及结论
•     3.3.1 新昌煤矿开采调查成果
•     3.3.2 岩下萤石矿开采调查成果
•   3.4 采空区区域地质概况
•     3.4.1 采空区地形地貌
•     3.4.2 采空区地层岩性
•     3.4.3 采空区地质构造
•     3.4.4 采空区水文地质条件
•     3.4.5 采空区地球物理特征
• 4 采空区探测实施
•   4.1 勘察范围的确定
•     4.1.1 铁路走向勘察范围确定
•     4.1.2 铁路两侧勘察范围确定
•     4.1.3 探测深度的确定
•   4.2 采空区探测的测线布置
•   4.3 数据采集参数的确定
•   4.4 完成工作量
•   4.5 数据处理及解译流程
• 5 采空区探测成果解释与验证
•   5.1 新昌煤矿采空区探测成果解释
•   5.2 岩下萤石矿采空区成果解释
•   5.3 新昌煤矿采空区探测结果验证
•   5.4 岩下萤石矿矿采空区探测结果验证
•   5.5 综合勘探结论
•   5.6 两处采空区稳定性分析及安全评价
•     5.6.1 新昌煤矿采空区稳定性分析及安全评价
•     5.6.2 岩下萤石矿采空区稳定性分析及安全评价
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘昊

导师: 江国明,刘剑飞

关键词: 采空区,瞬变电磁法,探测

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程,铁路运输

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: U212.2;P631.325

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000642

总页数: 72

文件大小: 8962K

下载量: 63