本發(fā)明涉及礦山采空區(qū)治理，具體為一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、盡管傳統(tǒng)的粗放型礦產(chǎn)資源開發(fā)利用模式為我國經(jīng)濟(jì)快速增長提供了強(qiáng)大助力，但也產(chǎn)生大量的地下空區(qū)，造成地下水流失、地表生態(tài)破壞以及建筑物倒塌等問題。

2、相關(guān)統(tǒng)計顯示，我國目前有超過10萬個礦山采空區(qū)，占地面積約2.5萬平方公里，其中約有1.5萬個存在重大安全風(fēng)險，因此，需要對礦山采空區(qū)進(jìn)行探測與治理，以保證現(xiàn)場作業(yè)人員的生命健康。

3、然而，當(dāng)前大部分礦山地下空采區(qū)的分布不規(guī)律，且分布隱蔽性，對采空區(qū)的治理帶來的極大的障礙。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的大部分礦山地下空采區(qū)的分布不規(guī)律，且分布隱蔽性，對采空區(qū)的治理帶來的極大的障礙的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，包括以下步驟：

4、s1：采用物探的方式對地下的不明采空區(qū)進(jìn)行探測，并在探測后對采空區(qū)進(jìn)行定位，確定采空區(qū)的范圍大??；

5、s2：對采空區(qū)的形態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)繪制，得到采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息，確定采空區(qū)的充填量；

6、s3：對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析診斷，判斷出采空區(qū)的結(jié)構(gòu)、圍巖狀態(tài)以及賦存環(huán)境；

7、s4：對采空區(qū)的隱患進(jìn)行綜合治理。

8、進(jìn)一步地，s1中采用物探的方式包括微重力法探測技術(shù)、高密度電法探測技術(shù)、瞬變電磁法探測技術(shù)、音頻電磁法探測技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)和地震映像法探測技術(shù)。

9、進(jìn)一步地，s2中采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息采用三維激光掃描技術(shù)獲取，獲取后采用相應(yīng)的處理軟件實現(xiàn)采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息的可視化，其中，三維激光掃描技術(shù)采用的設(shè)備為cms空區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)或mdl系列采空區(qū)自動掃描系統(tǒng)，mdl系列采空區(qū)自動掃描系統(tǒng)為vs150三維掃描儀或鉆孔式激光掃描儀c-als。

10、進(jìn)一步地，所述處理軟件的處理步驟為：

11、s201：體積計算：獲得空區(qū)大小，確定充填量；

12、s202：空間定位：確定空間位置，獲得采空區(qū)邊界；

13、s203：耦合建模：提取質(zhì)心點或表面點，建立計算模型，進(jìn)而進(jìn)行采空區(qū)的穩(wěn)定性計算；

14、s204：信息集成：對采空區(qū)數(shù)字化，用于集成管理，在線預(yù)警。

15、進(jìn)一步地，s3中對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析通過數(shù)值模擬分析計算方法來實現(xiàn)，具體包括：有限元、有限差分或離散單元法，其中，數(shù)值模擬軟件包括flac、udec、midas或ansys。

16、進(jìn)一步地，s4中綜合治理的方法包括崩落圍巖回填采空區(qū)、充填材料充填采空區(qū)、礦柱支撐采空區(qū)、封閉隔離采空區(qū)和幾種方法聯(lián)合使用治理采空區(qū)。

17、本發(fā)明提供另一種技術(shù)方案：一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理系統(tǒng)，包括探測定位模塊、形態(tài)繪制模塊、分析診斷模塊和隱患治理模塊，所述探測定位模塊用于對地下的不明采空區(qū)進(jìn)行探測，并在探測后對采空區(qū)進(jìn)行定位，確定采空區(qū)的范圍大小，所述形態(tài)繪制模塊用于對采空區(qū)的形態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)繪制，得到采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息，確定采空區(qū)的充填量，所述分析診斷模塊用于對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析診斷，判斷出采空區(qū)的結(jié)構(gòu)、圍巖狀態(tài)以及賦存環(huán)境，所述隱患治理模塊用于對采空區(qū)的隱患進(jìn)行綜合治理。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、本發(fā)明的礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理系統(tǒng)及方法，采用測-繪-診-治的方法對采空區(qū)進(jìn)行探測定位，并在探測后對采空區(qū)進(jìn)行定位，確定采空區(qū)的范圍大小，之后對采空區(qū)的形態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)繪制，得到采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息，確定采空區(qū)的充填量，再對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析診斷，判斷出采空區(qū)的結(jié)構(gòu)、圍巖狀態(tài)以及賦存環(huán)境，最后對采空區(qū)的隱患進(jìn)行綜合治理，從而實現(xiàn)對采空區(qū)的探測與治理，進(jìn)而解決了現(xiàn)有的大部分礦山地下空采區(qū)的分布不規(guī)律，且分布隱蔽性，對采空區(qū)的治理帶來的極大的障礙的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于：s1中采用物探的方式包括微重力法探測技術(shù)、高密度電法探測技術(shù)、瞬變電磁法探測技術(shù)、音頻電磁法探測技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)探測技術(shù)和地震映像法探測技術(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于：s2中采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息采用三維激光掃描技術(shù)獲取，獲取后采用相應(yīng)的處理軟件實現(xiàn)采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息的可視化，其中，三維激光掃描技術(shù)采用的設(shè)備為cms空區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)或mdl系列采空區(qū)自動掃描系統(tǒng)，mdl系列采空區(qū)自動掃描系統(tǒng)為vs150三維掃描儀或鉆孔式激光掃描儀c-als。

4.如權(quán)利要求3所述的一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于：所述處理軟件的處理步驟為：

5.如權(quán)利要求1所述的一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于：s3中對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析通過數(shù)值模擬分析計算方法來實現(xiàn)，具體包括：有限元、有限差分或離散單元法，其中，數(shù)值模擬軟件包括flac、udec、midas或ansys。

6.如權(quán)利要求1所述的一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于：s4中綜合治理的方法包括崩落圍巖回填采空區(qū)、充填材料充填采空區(qū)、礦柱支撐采空區(qū)、封閉隔離采空區(qū)和幾種方法聯(lián)合使用治理采空區(qū)。

7.一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理系統(tǒng)，采用如權(quán)利要求1-6任一項所述的一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理方法，其特征在于：包括探測定位模塊、形態(tài)繪制模塊、分析診斷模塊和隱患治理模塊，所述探測定位模塊用于對地下的不明采空區(qū)進(jìn)行探測，并在探測后對采空區(qū)進(jìn)行定位，確定采空區(qū)的范圍大小，所述形態(tài)繪制模塊用于對采空區(qū)的形態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)繪制，得到采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息，確定采空區(qū)的充填量，所述分析診斷模塊用于對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析診斷，判斷出采空區(qū)的結(jié)構(gòu)、圍巖狀態(tài)以及賦存環(huán)境，所述隱患治理模塊用于對采空區(qū)的隱患進(jìn)行綜合治理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種礦山采空區(qū)測繪診治的探測治理系統(tǒng)及方法，涉及礦山采空區(qū)治理技術(shù)領(lǐng)域，其包括探測定位模塊、形態(tài)繪制模塊、分析診斷模塊和隱患治理模塊，采用測?繪?診?治的方法對采空區(qū)進(jìn)行探測定位，并在探測后對采空區(qū)進(jìn)行定位，確定采空區(qū)的范圍大小，之后對采空區(qū)的形態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)繪制，得到采空區(qū)的邊界三維空間坐標(biāo)信息，確定采空區(qū)的充填量，再對采空區(qū)進(jìn)行穩(wěn)定性分析診斷，判斷出采空區(qū)的結(jié)構(gòu)、圍巖狀態(tài)以及賦存環(huán)境，最后對采空區(qū)的隱患進(jìn)行綜合治理，從而實現(xiàn)對采空區(qū)的探測與治理，進(jìn)而解決了現(xiàn)有的大部分礦山地下空采區(qū)的分布不規(guī)律，且分布隱蔽性，對采空區(qū)的治理帶來的極大的障礙的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陸玉根,孫國權(quán),李何林,楊家冕,孫麗軍,肖益蓋,劉海林,陳興,尹裕,劉霽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21