基于高密度电阻率法的露天铁矿隐伏采空区顶板完整性数值模拟研究

王 润，段金刚，曹 洋，吴恩泽

（鞍钢集团矿业有限公司齐大山分公司，辽宁 鞍山 114000）

由于一定时期内对金属矿产资源的无序开采，致使在地表以下一定深度空间内存在大量隐伏采空区,且据有关资料，我国历史采空体积超过250亿m3[1]。这些采空区的存在导致露天矿山开采条件的恶化，极易诱发突然塌陷、岩移、顶板冒落等次生地质灾害，特别是采空区突然垮塌造成的高速气流和冲击波容易造成人员伤亡和设备破坏，严重影响了我国金属矿产资源的安全开发利用[2]。为此，矿山生产单位和工程技术人员采用各种技术方法探测隐伏采空区，查明采空区的空间分布，进而进行安全处理，解决采空区安全隐患[3]。但有些探明的隐伏采空区由于条件限制而暂时无法处理，这就需要对采空区的安全状态进行评估，其目的是主要评估采空区的顶板完整性。由于采空区的特殊性，人员无法安全进入，普通设备也难以直接评价采空区顶板的完整性，而钻探设备在情况不明时探测又易诱发突发扰动地质灾害。而基于对高密度电法地质CT透视功能的理解[4]，可以充分利用其高效率和高分辨率的特性开展露天铁矿隐伏采空区顶板完整性探测评价研究，特别是已有的研究成果显示，对于充满空气的裂隙，随着岩土体裂隙的发育程度其电阻率是逐渐增大的[5]，而空区顶板的完整性主要也受其裂隙发育规模和程度的影响，尤其对于充气型采空区。

鉴于已有研究成果显示电阻率的变化可以反映岩土体的裂隙发育程度，而裂隙的发育程度又是评价隐伏采空区顶板完整性的主要指标。……