姚佳明 姚 鑫 吳作啟 陳 劍 蔣永亨 劉星洪
(①活動構造與地殼穩定性評價重點實驗室,中國地質科學院地質力學研究所,北京100081,中國)
(②中國地質大學(北京)工程技術學院,北京100083,中國)
(③煤炭科學技術研究院有限公司,北京100013,中國)
貴州貞豐縣煤礦采空區眾多,小煤窯的開采易造成地表塌陷、滑坡等一系列地質災害。而且在一些煤炭資源豐富的地區非法采礦事件時有發生,不僅嚴重破壞礦產資源和生態環境,易誘發斜坡變形開裂甚至失穩(史文兵等,2016),造成礦山災害和巨大的經濟損失,威脅安全生產和社會穩定。由于礦山分布廣泛,地下非法采礦活動隱蔽性強,僅依靠礦山執法部門的調查,很難及時、準確地發現這些行為,需要耗費大量的時間、精力和財力(Xia et al.,2018)。了解地下開采情況可以對將來可能由采礦引起的地表破壞進行防護,減少生命財產損失,并且對煤礦越界開采起到一定監測作用。我國煤礦采空區探測的技術方法較多,比如地球物理方法、鉆探方法、三維激光掃描等。地球物理方法利用波在不同地層和巖石的彈性、速度和運動方式差異來確定地下采空區(吳成平等,2007),然而物探類方法受環境噪音、適用性、分辨率、多解性、不確定性等多種條件的限制,無法做到準確定量預報(王升陽等,2015);鉆探在工程施工、探測方面應用較多,但施工難度大、成本高,探測成果受鉆孔數量、鉆孔密度、配套的監測、測試方法等限制,分辨率較低,無法查清周邊采空區準確邊界(薛國強等,2018);……