采空区及地下空间测量技术

地下空间及采空区监测新技术介绍

盛虞

MDL/优赛科技地下空间测量技术推介会

2009年5月21日，北京

地下采空区或洞室塌陷引起大量的伤亡事故

地下采空区或洞室塌陷导致重大人员伤亡事故

近年来的一些事故统计：

某石膏矿洞室顶板塌落导致29 人死亡；

2001年某金矿矿井冒水至81 人死亡；

某采石场洞室顶板塌落至13 人死亡、9人受伤；

2004年某铜矿矿井冒水至11 人死亡；

2005年某石膏矿顶板塌落导致36 人死亡、另有33 人

受伤；

2006年某石膏矿大面积顶板塌落导致6 人死亡、4 人受伤。

采空区塌陷引起的地面沉降

中国矿山界的一些地面沉降问题

中国头号产煤大省艰难治理煤炭采空区之“痛”

–新华网2009年5月14日报道

中国是世界最大的煤炭生产和消费国；

最大产煤省山西的煤炭产量约占中国的四分之一；

新中国成立以来，山西累计生产原煤90多亿吨；

长期高强度的煤炭开采使地下矿体层形成空洞，成为采空区。采空区内随时都可能形成塌陷。

山西目前的采空区面积约5000多平方公里。

这个区域内的数百个村庄面临地面塌陷、滑坡等地质灾害。

由此引发的一系列工程问题

–新华网2009年5月14日报道（续）

1997年至1999年，山西大同市、太原市相继发生多起地质塌陷灾害，多人死亡。

山西已经成为矿山地质灾害的重灾区。山西省国土资源厅统计，2002年至2006年，山西发生地质灾害362起，死亡151人，其中采矿造成的占70%；

地下水资源的渐趋枯竭，给生活与农业生产造成重大损失；

山西省于2007年开始实施专门的治理行动。目前，山西省已为23.1万人修缮房屋、建设新房、解决饮水问题。对于整体搬迁的居民，国家每人补贴5000元。

采空区安全评价

采空区处理是我国普遍存在的采矿技术难题。未处理的大型采空区是大面积突然冒落的顶板冲击地压的隐患。

面对此类问题的理论体系正在逐步建立，李俊平陈慧明（2008）的《采空区安全评价的理论与实践》一文作了一些介绍。

“定期实施采空区安全评价,是用空场法开采的地下矿山为了确保安全生产的必然选择之一”。

采空区测绘：获取必要的基础数据

采空区测绘：获取必要的

定期、快速、高效地获取采空区地形数据是采空区安全评价的至关重要，也是基础性的工作。

地形数据包括地面和地下空间三维形态及其随时间的演化。

快速获取地下空间数据的最新技术

本次技术推介会的主要目的：

主要介绍英国MDL公司三维激光扫描技术；另简要介绍有关地下空间监测的最新技术。

英国MDL公司三维激光测量技术C-ALS 钻孔三维激光测量仪

VS150 地下洞室三维激光测量仪

Dynascan移动式三维激光测量仪

Quarryman 地面式三维激光测量仪

C-ALS 钻孔式三维激光测量仪

应用：

通过钻孔对地下洞式进行快速三

维形态测量；

多次测量获取洞式形态演变历史

资料；

在地下洞室因塌方而无法进入

时，通过钻孔了解地下洞式状况，

作为塌方应急救援的辅助技术。

VS150 洞式三维激光测量仪

应用：

岩体空腔三维测量；

开采面测量；

难接近的岩体表面等。

Quarryman 三维激光测量仪

应用：

矿堆体积测量；

全矿三维成图；

三维岩石剖面成像；

岩石爆破抵抗线等。

Dynascan 新型激光扫描仪应用：安装于陆地车辆和海上船舶

上，用于获取有关地形、城

市发展、工业厂房等方面的

高质量3D 测量数据，其中

还包括公共架空电缆、桥梁、

大坝、港口、沙滩、河流或

运河河道等。

特点：

DynaScan 即插即用激光雷

达系统，全面整合了高速激

光扫描系统、差分GPS 系统

和基于惯性导航系统的光纤

陀螺仪激光系统等多种功能。

ISS 微震监测技术

应用：

矿区岩体稳定性监测；

中、长期岩体灾害评估；

短期岩爆和岩体垮塌预警。

SIROVISION 岩体三维成像

及结构描述软件

应用：

地面、地下岩体表面

三维成像；

岩体结构面描述

采空区深层塌陷和地面沉降监测----深孔多点钻孔沉降监测系统

应用：

地面到地下空间顶部岩体/土

体的沉降监测；

获取不同地层的沉降特性；

安装深度可达700米。

地面变形的卫星雷达监测技术

技术：

DInSAR卫星雷达干涉测量；

PSInSAR卫星雷达干涉测量；

应用

矿区地面变形监测；

大范围地质灾害监测；

建筑物变形监测。

谢谢大家！