采空区综合物探技术方案

采空区综合物探技术方案1. 引言采空区指煤矿采掘后形成的裂隙、空洞和煤柱残体等地下空间，这些地下空间会对社会、经济和环境产生很大的影响。

因此，采空区的综合治理非常重要，其中物探技术在采空区治理中具有重要的地位。

本文主要介绍了一种针对采空区综合治理的物探技术方案，以解决采空区治理中的重要问题。

2. 生产井的勘探生产井的勘探是采空区治理中不可或缺的环节，其主要作用是对采空区的情况进行综合评估，确定后续治理方案。

提高成像质量是勘探的核心任务，采用高分辨率的地震成像技术，能够获得采空区深部结构的详细信息。

根据采空区的不同特点，可以选择不同的地震成像技术。

如在大空区（空曲率半径大于30m）中，可以采用传统的反射地震勘探或井间地震勘探技术；在中空区（空曲率半径20-30m）和小空区（空曲率半径小于20m）中，则建议使用微震勘探技术。

此外，根据井孔提取率的不同，还可以采用钻孔地震勘探技术。

3. 孔外测量技术孔外测量技术是在生产井勘探的基础上，对地表进行测量，以获取地下空间的相关信息。

在采空区治理中，主要采用的孔外测量技术包括重力法、磁法、电法、地震法和电磁法等。

在选择测量技术时，需要根据采空区的实际情况来进行评估。

对于空洞较大、煤柱残体少的采空区，重力法和磁法可以提供较好的测量效果；对于空洞较小、煤柱残体多的采空区，地震法和电磁法具有更好的测量效果。

此外，需要注意的是，不同的测量技术在不同的环境下可能存在局限性，因此需要综合考虑多种测量技术。

4. 数据处理和分析采集到的数据需要进行处理和分析，以便进一步作出治理方案。

数据处理和分析主要涉及到数据质量控制、数据解释和成像等方面。

对于采集到的数据，需要进行质量控制和处理，以去除噪声和错误数据。

在数据解释方面，需要进行数据分析和建模，以理解采空区的结构和空间组构。

成像是数据处理的重要环节，需要利用成像技术对数据进行处理和展示，以便更好地理解地下空间的结构。

5. 治理方案的制定通过以上步骤，可以对采空区的情况进行全面的评估和了解。

采空区物探工作实施方案一、背景。

采空区是指煤矿开采完毕后形成的空洞区域，通常情况下存在着一定的瓦斯积聚和矿压变化等安全隐患。

为了有效地监测和管理采空区的情况，保障矿山安全生产，需要进行采空区物探工作。

本文档旨在制定采空区物探工作的实施方案，确保工作顺利进行。

二、实施方案。

1. 调查研究，在实施采空区物探工作之前，需要对矿山地质情况进行全面调查研究，包括采空区域的位置、范围、深度、瓦斯含量、矿压情况等方面的数据收集。

通过地质勘探技术，获取采空区地质构造、岩性分布等信息，为后续工作提供准确的数据支持。

2. 技术准备，针对采空区物探工作的特殊性，需要准备相应的技术设备，包括地震勘探仪、电磁仪、测量仪器等。

确保设备完好，操作人员熟练掌握使用方法，保障工作的准确性和高效性。

3. 实地勘测，在技术准备工作完成后，组织专业人员进行采空区的实地勘测工作。

通过地震勘探、电磁勘探等技术手段，获取采空区下方的地质构造、瓦斯分布、矿压情况等重要数据。

同时，对采空区地面进行测量，获取采空区范围、形状等信息。

4. 数据分析，采集到的各项数据需要进行综合分析，形成完整的地质勘探报告。

通过对数据的分析，可以准确评估采空区的安全隐患程度，为后续安全防范和治理工作提供科学依据。

5. 安全防范，根据采空区物探工作的结果，制定相应的安全防范措施。

对于存在瓦斯积聚的区域，需要加强通风系统建设；对于存在矿压变化的区域，需要进行支护加固等工程措施。

确保采空区的安全稳定。

6. 监测管理，采空区物探工作不是一次性的任务，而是需要进行长期的监测管理。

建立健全的监测体系，定期对采空区进行监测，及时发现和处理安全隐患，确保矿山安全生产。

三、总结。

采空区物探工作是矿山安全生产的重要环节，对于保障矿山安全具有重要意义。

通过制定科学合理的实施方案，可以有效地开展采空区物探工作，及时发现和处理潜在的安全隐患，确保矿山安全稳定。

希望各相关部门和人员能够严格按照本方案的要求，认真履行工作职责，共同维护矿山安全生产。

为快速测量提供了条件；可对多种电极排列方式进行扫描测量，能够准确获得丰富的地电断面结构特征；信息丰富、解释方便。

在对本文中的勘查区进行高密度电发探测时，选用的仪器型号为WGMD-9，这是一套超级高密度电法系统，上电开机后，可对勘查区内的相关数据进行自动采集，施测方式为高密度α排列，当测线的长度比较长时，可以进行分布式测量，这样可以使探测的有效范围与瞬变电磁法的测线相重合[3]。

(1)测线A 。

该条测线的点间距按照5.0m 进行布设，剖面的总层数为19层，整条测线的实际长度为990m 。

图1为综合物探成果断面示意图。

图1 测线A高密度电法和瞬变电磁法的成果断面示意图从图1中可以看出，断面的高程变化在760～865m 这一区间范围内，本次探测的实际深度在105m 左右，视电阻率值的变化区间在5.0～275Ω·m ，通过不同的色级对视电阻率值进行表示，按照从小到大的顺序，色级由深蓝到大红。

在浅表分布有渐变蓝色，视电阻率值的变化区间在5.0～30Ω·m ，这是该勘查区内潮湿岩层的电性反应所致。

不同的测线长度对应的高程均不相同，但却都出现高阻异常封闭圈，视电阻率值的变化区间在100～280Ω·m 。

引起高阻异常的原因与煤矿采空之后所形成的空体有关[4]。

全部异常均反映在瞬变电磁剖面图上。

(2)测线B 。

该条测线的点间距按照10m 进行布设，剖面的总层数与测线A 相同，即19层，整条测线的实际长度比测线A 短100m ，为890m 。

图2为综合物探成果断面示意图。

从图2中可以清楚的看到，断面的高程变化在770～875m 这一区间范围内，本次探测的实际深度约为105m ，视电阻率的变化区间在8.0～300Ω·m ，通过不同的色级对视电阻率值进行表示，按照从小到大的顺序，色级由深蓝到大红。

在浅表分布有渐变蓝色，视电阻率值的变化区间在8.0～35Ω·m ，这是该勘查区内潮湿岩层的电性反应所致。

采空区综合物探技术方案一、技术路线充足采集矿山地质勘查及开采情况资料，对各种资料进行分类整理及深入研究，并联合地面检查，确立要点勘查区（段）和检查工作内容。

详细路线为：资料采集→地面综合检查→要点地段地形测绘→地球物理勘探→施工设计→治理工程施工和监理→完工查收→项目总结。

二、工作方法1、资料采集在采集过程中既要做到全面又要保证资料的针对性和适用性，在此基础上深入剖析研究所采集到的资料，进行二次开发利用，防止投入不用要工作，保证有限的资本获得有效利用。

为此，须全面采集过去展开的水、工、环研究成就，地质矿产、物化探成就以及矿山环境恢复治理经验等方面的系统资料。

①地形地貌、天气条件、区位优势、居民情况、交通及经济概略、土地利用及规划等背景资料；②地区地质环境条件资料：包含地区地质、矿产地质、水文地质、工程地质及环境地质等；③矿产资源及其开发情况资料，包含探矿权登记数据库和采矿权登记数据库等；④矿业活动对地质环境影响方面的相关检查资料；⑤矿区地质环境恢复治理资料，包含现状治理面积，达到的治理效果，产生的社会经济效益等。

2、综合检查综合检查针对矿区及邻近地质灾祸易发区及其生态环境问题严重区进行，要点检查历史上民采活动集中、生态环境问题突出地段，为治理工作的详细施工确立坚固的基础检查面积 1km2。

主要工作内容：①进行全区地表检查，查明地表微地貌特点。

②在查清区内陆层、岩性、地质结构特点及岩土体空间分部规律、结构种类、工程地质条件的基础上，检查历史及当前采空塌陷、地质地貌景观损坏的现状、产生条件、发展演变过程等内容。

③检查区内陆下水资源散布特点，开发利用现状，地表水以及客水资源的工程散布、开发利用规划等，确立治理区水源条件。

④进行治理区及其四周生长植物的适合性检查，挑选优势树种。

地面检查技术要求以下：①以 1:2000~5000 地形图为工作手图，主要采纳线路穿越法，对重要地质地貌界限可辅以追索法，采纳定点描绘与沿途观察相联合的方法，原则上垂直于地质地貌单元布设检查线路。

煤矿采空区地面综合物探方法摘要：对煤矿采空区进行地面物探通常会有多种问题交叉存在,比如:采空区边界范围分布不明确、地形复杂、采空区大面积积水等,需将多种物探技术综合应用。

关键词：煤矿采空区；地面；综合物探；方法1物探方法概述1.1探地雷达法该方法应用高频电磁波,通过宽频带短脉冲的方式,从地面经天线向地下传输电磁波,通过地层或地质异常体反射之后,重回地面,然后由接收天线进行接收。

其优势为,持续性好,能够推断介质结构,且分辨率高,能够进行无损检测,适用于极浅采空区。

1.2高密度电阻率法该方法以岩石电性差异作为基础,能够快速、自动采集野外数据,工作效率高,且成本低,采集的信息丰富;该方法适用于地形比较平缓的浅层采空区;在无水采空区效果突出。

1.3瞬变电磁法该方法以一个不接地的回线或磁偶极子向地下发射脉冲电磁,以此充当激发场源,然后基于一次脉冲电磁场间歇过程对线圈加以利用,通过接地电极观测二次涡流场的空间分布特征和时间特征,对采空区涉及的物性及几何特征进行解释。

优势是分辨率高、体积效应低、工作效率高;适用于采空区埋深<600m以及基岩大面积袒露的区域。

1.4地震法地震法是利用介质间的波阻抗差异来进行探测的,当介质间的波阻抗差异越大,反射波的能量越强;反之波阻抗差异越小,反射波的能量越弱。

正常煤层由于与顶底板围岩波阻抗差异大,能形成能量较强的反射波;采空区由于煤层连续性发生破坏,反射波能量明显减弱或消失,反射波频率偏低、波形出现缺失、跳跃、紊乱或畸变现象。

煤矿采空区地震法探测主要分为浅层二维地震和三维地震,其中浅层二维地震法适用于地形较为平缓的浅层采空区勘查,三维地震适用于中深~深部采空区探测。

实践表明,地震法适用于采空区地表无松散层、声音干扰较小的区域,不受地面导体或高压线的干扰,对于房柱式采空区勘查具有明显优势。

近年来还发展了四维地震勘探技术。

1.5可控源音频大地电磁法和音频大地电磁法可控源音频大地电磁法(CSAMT)和音频大地电磁法(AMT,代表性的为EH4电磁成像系统)均属于频率域电磁法,其中CSAMT由低频到高频全部采用人工场源、受场源影响收发距较大(一般5~10km)、测点分布需平行于供电电极AB方向、施工效率高;而EH4仅在高频段采用人工场源、收发距较短(400~500m)、测点布置灵活、因需频繁移动发射站点且进行张量测量,精度较高但施工效率低。

1 工程概况工程名称：金泰源煤矿1#宿舍楼下沉探测采空勘察拟建场地位于灵石县内。

建筑平面尺寸30m×18m。

拟建建筑物的具体位置、地上层数、平面尺寸详见《建筑物与勘探点平面位置图》。

2 勘察目的与要求根据国家现行有关规范，本次勘察的主要目的与要求为：2.1调查拟建场地范围内是否存在采空区及其位置，并对其成因、类型、分布范围，危害程度及其发展趋势作出评价，并对场地稳定性、建筑适宜性、场地和地基的地震效应作出评价。

2.2查明拟建场地岩土层的类型、深度、分布，各岩土层的物理力学性质及工程特性，提供各岩土层的承载力特征值。

2.3查明拟建场地勘探深度范围内地下水的埋藏条件、类型、季节性变幅及规律。

2.4提供经济合理的地基处理方案，对拟采用桩基的建筑物选择合理的桩尖持力层，分层提出各土层的桩周摩阻力与端阻力极限标准值。

3 勘察工作量的布置3.1勘察工作量布置的依据和原则本次勘察主要依据以下国家规范及技术文件：《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年局部修订）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）《建筑工程勘察文件编制标准》（DBJ04-248-2006）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）设计单位提供的《建筑物总平面图布置图》（1：1000）3.1.1根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）本工程住宅楼重要性等级为二级；地基等级及场地等级为二级，综合确定岩土工程勘察等级为乙级。

3.1.2勘探点沿建筑物的角点及周边布设，勘探点间距控制在30.0m 以内。

勘探孔深度主要依据建筑物的基础埋深、基底压力、预估压缩层厚度和抗震设计所需深度综合确定。

采空区探测的基本方法和初步工作方案1. 采空区物探方法探测的可行性1.1 电性地质条件在煤系地层中, 当煤层被开采以后,在地下岩层中形成一定的空区, 同时采空区上方岩层在重力作用下发生一定的塌陷, 造成煤层上覆岩体失去原有平衡状态而发生一定程度岩移, 破坏了岩石的完整性、连续性, 致使岩层破碎和出现大量的空隙和裂隙, 电阻率在这些区域中其值也发生变化, 使得原电阻率层状形态受到了破坏, 呈不连续、杂乱现象。

一般松动、裂隙、坍塌、采空区为高阻反映, 而当采空区域含水或其它含水充填物时易形成低阻异常。

总之煤层采空区与其周边岩层存在明显的电性差异, 具备投入瞬变电磁法、高密度电法进行勘探的地球物理特征。

1.2 氡气测量条件不同的岩石含有不同的放射性元素和非放射性元素, 放射性元素在衰变时, 会产生一种惰性气体——氡气。

在裂隙, 构造发育的地区, 岩石破碎、断裂密布及岩石坍塌等地段, 特别利于氡气的释放和运移, 易于形成氡气异常。

测量氡气异常的分布, 能为研究浮土覆盖地区的构造、断裂带等工作提供重要的信息。

对于地下存在采空区时, 会使其上部岩层结构发生变化, 如岩石出现裂缝或破碎等。

这就为氡气的运移与集聚提供了有利的条件, 从而形成氡异常, 这便是利用氡气测量来解决地下采空区存在与否的地球物理前提。

2. 采空区探测物探方法的原理介绍2.1 瞬变电磁测量原理瞬变电磁探测是地球物理探测的主要手段之一, 经过向地下发射电磁波激励地下目标, 接收其产生的二次场, 确定被测目标的物理参数。

瞬变电磁测量是利用不接地线圈（或称回线）向地下发射一次瞬变磁场一般是在发射线圈上供一个电流方波, 可在地下产生稳定的磁场分布, 当电流方波关断后, 地球介质将产生涡流, 其大小取决于地球介质的导电程度。

该涡流不能立即消失, 它将有一个过渡过程, 过渡过程产生的磁场向地表传播, 在地表接收线圈把磁场的变化转化为感应电压的变化。

瞬变电磁法的测深原理又以” 烟圈”效应形象地加以阐明, 地表接收的二次电磁场是地下感应涡流产生的, 其涡流以等效电流环向下并向外扩散, 形如”烟圈”。

老空水害治理物探技术物探技术的应用是矿井防治水工作的一项重要内容。

物探是一种探测手段，可以为防治水整体规划提供资料。

老空区水害是影响我国矿山安全生产的重大灾害之一，应用综合物探技术、结合钻探和地质分析可查清老空区的开采规模、开采位置、空间形态及冒落、积水等情况。

因此利用物探技术可有效避免老空水突水事故的发生。

物探技术中，电磁类方法勘探对水反应敏感，是探测老空水源、老空水水位、老空水分布范围、导水含水通道的首选方法。

老空区水害治理的物探技术应采用井下与地面相结合的综合勘探方法。

先地面水文物探（区域），后井下针对性勘探(局部、重点)，不留死角。

在掘进巷道前方存在老窑、断层等地质构造时，可以使用物探进行超前探测。

先物探后钻探，能减少或避免突水事故的发生。

《煤矿防治水规定》第四十条规定：矿井可以根据本单位的实际，采用直流电法（电阻率法）、音频电穿透法、瞬变电磁法、电磁频率测深法、无线电波透视法、地质雷达法、浅层地震勘探、瑞利波勘探、槽波地震勘探方法等物探方法，并结合钻探方法对资料进行验证。

这个规定充分说明物探技术是解决矿井水（包括老空水）问题的重要手段。

一、老空区积水特征1.老空区积水历史久，资料少，范围不详，难以探测；2.连通性好，出水速度快，很难预防，易造成较大伤亡；3.钻探手段探测难度大（几钻打不着，就不愿意打了）；4.多存在于浅部露头区域；同时可能存在水、瓦斯、有毒气体等危险因素；5.老窑突水速度快，来不及防范，数小时内就会淹面、或淹井。

二、物探技术探测老空区水害的物理依据煤层被开采后，由于煤层层位缺失和上覆岩层运动，形成采空区。

采空区范围岩层的某个或某几个物理参数与未采的同层位岩层相比发生了变化。

其中采空区范围内的电阻率这个物理参数变化最为明显，采空区充水时电阻率值降低，采空区未充水时电阻率值升高，这就是物理探测的前提，即探测目的区域与周围区域存在明显的物性差异。

综上所述，当有采空区存在时，无论其含水与否，都将打破地层电性在纵向和横向上的变化规律。