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院公示--盐矿开采区地面沉陷监测关键技术研究与应用
发布时间:2019年11月04日 浏览:

盐矿开采区地面沉陷监测关键技术研究与应用——以江苏省淮安市盐矿开采区为例

    (一)项目基本情况

主要完成单位:江苏省地质调查研究院

主要完成人:郝社锋、喻永祥、杨礼平、张以高、蒋波、王玉军、李伟、刘洪、何伟、宋京雷

技术评价时间:2012年12月

成果登记时间及登记号:2018年12月29日,20190197

    (二)项目简介

淮安盐矿是中国特大盐矿之一,资源丰富,可分为淮安和洪泽两个特大的含盐盆地,地跨淮安、涟水、清浦、清河、洪泽、淮阴六县区;目前在两大盐盆共有盐矿企业21家,生产及勘探井200余眼,盐化工业已成为地方经济的重要支柱。

随着社会经济的发展和生活水平的提高,人民对环境的要求也不断提升,如何在充分开发利用盐矿资源的同时又能有效地保护地质环境也成为社会各界关注的焦点问题。淮安市盐矿开采区所在的淮安和洪泽两大盐盆区域经济较为发达,人口密集、铁路和高速公路等重要干线工程横贯其间,盐矿开采引起的地面沉陷可能影响到建(构)筑物的安全,地下水污染对区域的供水安全也会产生了一定的影响,因此,开展盐矿开采区地质环境监测工作、及时了解地面沉陷和地下水污染的动态特征就显得尤为必要。针对该问题,省市各级政府十分重视,2006年省国土资源厅和省财政厅在苏国土资发[2006]287号、苏财建[2006]103号文中,将淮安市盐矿开采区地面沉陷监测网建设明确列入经费补助项目,淮安市地质灾害防治规划也将监测网的建设工作列入优先安排的防治工作内容之一。2007年,政府先期在淮安盐盆部分开采区投资试点建设了地面沉陷监测网,投资经费由省及淮安市共同投入,项目于2007年底通过省国土资源厅组织的验收,建成后,监测网运行情况良好,取得了较好的经济和社会效益;在淮安盐盆监测网的示范引导下,盐盆区的矿山企业从自身的需求出发,在淮安市国土资源局的统一组织、监督下,共同出资统一建设了洪泽盐盆内的地质环境监测网络。

淮安盐矿开采区地质环境监测网是政府与企业共同投资完成建设的,它的建成不仅为淮安市盐矿开采提供了基础监测设施支撑,为今后研究盐矿开采和地面沉陷之间的关系提供了可能,而且在监测技术、方法及建设管理经验方面都进行了创新和大胆尝试,并取得了较成功的实施经验,为其它地区矿山地质环境监测网建设工作提供了有效地借鉴。本项工作主要完成如下实物工作量:

(1)完成了淮安市整个含盐盆地(淮安盐盆和洪泽盐盆)的水文地质调查,调查面积约320km2

(2)建成基岩深标4座,勘探总进尺1573.87m,百米孔斜小于0.5°,同时完成了2组基岩深标的自动化监测安装;建成地面监测标81座,其中GPS监测标34座。

(3)新建地下水监测井7口,成井总长度742。04m,水文地质勘探总进尺811。46m,进行抽水试验7组,采取地下水样7件,水质分析7组。

项目主要研究工作如下:

(1)完成了首个在整个盐盆范围内统一规划的 、集地面沉陷和地下水监测于一体的地质环境监测网建设。全面收集淮安和洪泽两大盐盆盐矿开采资料,对盐矿开采可能引发的地面沉陷和地下水污染两个主要地质环境问题进行了分析,对地面沉陷的形态及地下水污染扩散特征进行了研究,在此基础上,研究并设计了监测网络,对盐矿开采可能引发的地质环境问题进行了全面的监测。

(2)引入新技术、新方法实现地质环境的全方位立体监测。本次监测网建设采用的监测技术方法包括水准测量、GPS测量、自动化监测、光纤监测、INSAR监测及地下水取样分析,创新地引入基岩深标来实现开采盐层顶板垂直变形的监测,能有效地将抽取地下水所致的松散层压缩和盐矿开采引起的地面沉陷区分开来;利用GPS测量来监测盐矿开采区地面的水平形变,与水准测量得出的地面垂直形变相结合,全面了解盐矿开采导致的地面形变特征;同时利用已有的地下水开采井和新建地下水监测井的取样分析来进行地下水污染监测,提升了地下水的监测能力。

(3)查清了第三系及第四系松散层的地层结构。通过4座基岩深标的勘探及取样工作,对淮安和洪泽两大盐盆第三及第四系松散层进行了精细的研究,初步厘定了地层单位,细致研究并划分了工程地质岩组,基本查清了400m以浅松散层的地质结构。

(4)基本查清了区域水文地质条件。全面收集两大盐盆水文地质资料及开展水文地质调查,并在资料不足的区域补充施工了7口地下水监测井;通过这一系列的勘查,基本查清了淮安和洪泽盐盆的水文地质条件,厘定了含水层、隔水层的结构,掌握了含水层的岩性、分布、水质以及水量特征。

    (三)客观评价

1、江苏省国土资源厅组织的专家评审意见

根据苏国土资发【2006】287文,苏财建【2006】103号文要求,江苏省国土资源厅组织有关专家对项目组提交的最终成果进行了审查验收,形成意见如下:

(1)淮安市盐矿开采区地面沉陷监测网建设工程,满足淮安市盐矿开采区地面沉陷监测需要,为预测地面变形、地质灾害防治和地质环境保护建立了基本条件。

(2)监测网建设工程总体部署合理,监测网点建设符合相关测量技术规范和要求,地面标石和基岩深标施工质量较高,达到设计要求。

(3)原始资料齐全,记录清晰,符合有关要求。

(4)说明书章节安排合理,层次分明、内容丰富。

综上所述,监测网工程建设质量优良,同意通过验收。

2、其它应用单位评价

(1)淮安市国土资源局评价:监测网是在充分对盐矿开采区开展地质环境调查评价的基础上研究、设计并建成的,它是由政府先期投资试点、而后引导盐矿企业自主投资的建设管理模式下逐步建成的。它的建成为我市盐矿开采区地面沉陷和地下水的监测提供了基础设施保障,使我市盐矿开采区地质环境保护更具有针对性,为今后进一步开展地质灾害的预警预报工作提供了可能,对研究盐矿开采与地面沉陷的关系、科学指导盐矿开采都产生了积极的影响;另外,项目成果还为我市地质灾害防治工作提供了有力的科学依据。

(2)江苏井神盐化股份有限公司评价:淮安市盐矿开采区地质环境监测网是我公司进行盐矿开采所必备的基础性监测工程,它在整个盐盆范围内的统一规划、建设和开展监测工作不仅切实为我公司节省了建设和监测费用,减少了相邻矿区的重复建设,而且布设更为科学、合理;它的建成和正常运营能为我公司的采矿活动提供监测数据支撑,同时为我公司进一步研究盐矿开采关键技术指标与地面沉陷的关系提供了可能,也为我公司绿色矿山申报等方面的工作提供了基础保证。

3、江苏省科技查新咨询中心(国家一级科技查新咨询单位)查新国内、国外文献结果

(1)在淮安市盐矿开采区建成了覆盖整个盐盆的地质环境监测网络;

(2)实现矿区地质环境全方位、立体监测,包括:以基岩深标监测开采盐岩顶板垂直变形、地面标监测地面垂直变形、GPS标监测地面水平变形以及多层地下水监测井监测含水层;

    (3)实现了政府先期投资试点建设、而后引导矿山企业自主投资的建设管理模式。

    (四)主要知识产权目录

1、含水率对粉砂质泥岩力学特性影响试验研究/山西建筑/宋京雷,郝社锋,蒋波,喻永祥,王武超,孙少锐. 2018年第11期, 67-69页

2、张以高,丁厚金、喻永祥、卢宝、陈杰、李后尧,淮安市洪泽盐盆地质环境监测网建设的实践;地质学刊,2011年,第35卷第4期,413-417

3、面向高精度地面沉降监测的GPS技术探讨/测绘信息与工程/武健强,杨礼平,薛文勇 。 2009年5期 53-58页

4、李伟、宋京雷、喻永祥、孙立佳、袁玮健,无锡市雪浪山滑坡监测及诱发因素分析;世界地质, 2016年,第35卷第4期,P1164-1168

4、、秦望山隧道南口高陡岩质边坡稳定性分析及治理效果评价/中国地质灾害与防治学报/ 郝社锋,蒋波,喻永祥,宋京雷,徐昊,孙少锐。 2019年第2期, 89-97页

6、城市化进程下徐州矿业废弃地治理模式/地质学刊/蒋波,安守林,黄敬军,张丽, 陆华, 华明. 2019年第1期, 155-160页

7、采矿引起的将军崖岩画区倾倒变形机理及治理措施分析/中国地质灾害与防治学报/宋京雷 ,郝社锋 ,岳翎 ,李后尧. 2017年第12期, 40-46页

8、经验模式分解与小波分解在变形分析应用中的对比分析 /工程勘察/李旋、周清锋、戴吾蛟、杨礼平、何伟.2009年第7期 42-46页


 

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