多层采空区综合物探方法研究

综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用水文地质勘探是指对地下水资源进行定量和定性地调查，以了解其分布、运移规律和水质状况的一种工作。

矿山水文地质勘探是在矿山开发过程中对地下水资源进行调查和评价的一项重要工作。

综合物探技术是指将多种物探方法相结合，综合利用多种物探数据进行地质勘探的一种技术手段。

下面将重点介绍综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用。

综合物探技术可以用于地下水资源的勘探和评价。

利用重力、磁力、电法、电磁法等多种物探方法，可以综合探测地下水的分布、含量和水质状态。

重力法可以测量地下储水层的厚度和孔隙含水量，磁力法可以推测地下含水层的延伸和赋存状态，电法可以判断地下含水层的导水性，电磁法可以测量地下水的抽水能力。

通过综合分析这些物探数据，可以评价地下水资源的可利用性和开发潜力，为矿山的正常生产活动提供必要的水源。

综合物探技术还可以用于矿山地下水动态监测。

在矿山开采过程中，地下水源常常会受到矿井排水和开采活动的影响，导致地下水位的变化和水质的污染。

通过综合利用重力、电法、电磁法等物探方法，可以实时监测矿山地下水的动态变化，了解地下水位的升降和水质的变化趋势。

这样可以及时采取相应的技术措施，保证矿山的正常生产和安全运营。

综合物探技术还可以用于寻找地下水源。

在某些特殊情况下，矿山需要寻找新的地下水源以满足生产和生活的需求。

综合物探技术可以利用电法、电磁法等物探方法，结合地下水文地质条件，寻找具有较好水源潜力的地下水体系。

通过钻探等技术手段，可以进一步验证和开发这些潜在的地下水源，为矿山提供可靠的水源保障。

综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用，可以充分利用不同物探方法的优势，提高勘探效果和评价准确性。

通过综合分析多种物探数据，可以更全面地了解地下水资源的状态和分布，为矿山的生产和开采提供科学依据。

综合物探技术在矿山水文地质勘探中具有重要的应用价值。

综合物探技术在矿山水文地质勘查中的应用分析本文阐述了瞬态电磁方法及大地测量方法的应用，通过这两种方法分析研究矿山水文地质勘测综合勘测技术，经过各种技术的应用效果能够得出综合检索方法结合不同的物探技术是能够深入了解矿山水文地质勘查状况，以此来来保证工作开展中的安全问题。

标签：综合物探技术;矿山水文;地质勘察;应用分析随着全球化经济发展同时也给煤矿开采发展带来新的契机，但也对煤矿开采安全问题上有了更高的要求。

尤其是地下地质环境中煤矿开采深度的不断增大，各种泄漏事故日益增加，所以导致企业时有发生严重的经济损失。

因此，必须积极有效地研究综合勘测技术，以便有效地预防和控制地下水的危险。

在矿山开凿过程中，对矿山周边的地质环境进行地质调查是保证矿山安全生产的基本前提，对于矿山水源和水流量的科学勘测是能够准确无误地保证矿山的安全管理[1]。

由于发生透水事故是矿业公司最常见的安全事故，但如果能在勘测技术上有一定的改进，就能够减少或避免这种情况初的发生。

本文就是围绕着综合物探技术在矿山水文地质勘查中的应用分析来研究探讨的，希望能够为地质勘测工作的安全问题带来一点帮助。

1、矿山综合概况东沟矿位于丘陵地带，矿山地形为东北高、西北浅形、高低波动。

该矿由两组矿石层组成，平均厚度约5米，生产能力比较稳定。

矿山分布区裂缝脱盐量分布广泛，为地下水流动创造了稳定的环境条件。

裂水、孔隙水、岩溶水是矿区地下水的主要成分，其中，由于水体偏多，矿区的生产和采收工作比较困难，由于岩溶水的组织结构十分复杂[2]，对于采矿工作老说造成了一定的影响，所以是目前矿区勘测工作中必须立即解决的首要问题。

2、综合物探实施方法2.1地震勘测分析根据东沟矿区的实际地质特征，將6条主线和6条接触线垂直放置在矿山内，与矿区的距离约为200米。

在此勘测过程中，四个规范用于两个二对一标识字符串来收集数据。

该数据控制系统共有96条主路，道路与道路之间的距离为5米、10米。

物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘查中的效果分析作者：高保平来源：《数字化用户》2013年第20期【摘要】长期以来，钻探技术在工程地质勘察中发挥着举足轻重的作用，但是，随着技术的发展，仅仅使用钻探技术的弊端就显现出来了，物探技术顺应时代发展而出现，而在当今社会，工程地质勘查中只有将钻探手段和物探方法有机地结合起来才能取得极佳的勘查效果。

【关键词】钻探技术钻探方法物探方法和钻探方法相结合工程地质勘查一、钻探技术（一）钻探技术的起源钻探技术发源于古代中国的四川，首要用途是找水喝，其次作用是找盐吃。

堪称是我国四大发明之后的第五大发明。

在1700年以前，中国人打了1万多口井，深度都超过500米，目的就是取盐。

所谓地质钻探技术就是对地下进行钻孔来打碎岩石的一种工艺方法，钻探技术也是一种验证、取得地下岩层材料信息、地下实物资料，评估矿石的品味和计算储量的一个技术手段。

对于不同钻探的目的，那钻探工艺和装备也就不同，我国现在对钻探技术投进了大量的人力物力财力，这也使我国的钻探技术形成了一种技术体系，如反循环钻探技术，绳索取心技术，定向对接井钻探技术，液动潜孔锤钻技术，还有新型的节水钻探技术等。

（二）钻探技术的一般要求1.井下安全。

井下安全无疑是一切工作的前提和保障；2.可钻性。

指定的技术措施对该区块或者地层有较好的适应性或者说适用性；3.成本。

任何技术措施的制定都要在保证安全，适用的前提下，尽可能的降低成本，这反面的空间很大很大，一个合格技能高的工程师应有的基本素养。

二、物探技术（一）物探技术原理物探——地球物理勘探的简称，它之所以能够解决或查明有关地质和工程问题，是因为所要探测的地质对象与周围介质间存在某种物性差异。

而这种物性差异可影响被寻找地质体周围某种天然或人工物理场的分布特征。

物探技术就是利用先进的物探仪器来摄取这些物理场的分布并与均质条件下的物理场相比较，找出差异的部分来研究与勘探对象之间的关系，达到解决地质问题或工程问题之目的。

采空区勘查项目勘查方案二〇一七年三月目录一、工程概况 (3)（一）自然地理 (3)（二）区域地质概况 (3)（三）矿产地质 (4)（四）目的任务 (4)二、勘查工作设计依据 (5)三、整体工作思路 (5)四、工作方法 (5)（一）瞬变电磁 (6)（二）地震勘探 (8)（三）高密度电法 (12)（四）钻探 (14)五、勘查工作设计 (14)（一）工作量设计 (14)（二）勘查工作进度计划 (14)六、近三年勘查工程一览表 (16)七、单位资质证书 (16)八、企业法人营业执照 (17)一、工程概况2017年棚改旧改工程共有3个地块。

项目场区为村民安置工程拟建场区，此类建设项目通常为20层以下的住宅楼。

（一）自然地理项目场区地处山前冲积平原，地形较平坦。

区域内水系主要为巴漏河，区域内众多冲沟汇于巴漏河，巴漏河发源于市南部山区，向北流入小清河。

流经矿区段基本常年有水，雨季流量较大。

该区气候属温带季风大陆性气候，日照充足，四季分明，夏季多西南风，雨季在7、8月份，年平均降水量610.4mm，年平均气温为12.9℃，全年无霜期197天。

该地区地震动峰值加速度0.05g,地震烈度6度。

（二）区域地质概况1）地层、地质（1）奥陶纪马家沟组:为煤系地层的基底，分中、下统，缺失上统，为浅海相及泻湖相碳酸盐沉积。

下部为白云质厚层结晶石灰岩，其中部含条带状燧石结核，中、上部为灰色或灰黑色致密厚层石灰岩，含珠角石、头足类化石。

该层厚度在800m左右。

（2）石炭纪本溪组:厚50m左右本区揭露此段地层钻孔少，参照邻区地层资料，本组地层分上、下两段。

上段：由深灰色泥岩和厚层状石灰岩组成，有时夹薄煤层，所夹徐家庄灰岩，厚度较大，岩溶发育,和奥陶系石灰岩共同构成本区煤层的充水、含水层。

下段：由杂色粘土岩，铁质岩，及浅灰色砂岩组成。

（3）石炭—二叠纪太原组:厚162m左右本组地层为典型的海陆交互相沉积,主要由浅灰色砂岩、粘土岩和深灰色粉砂岩、泥岩及薄层石灰岩组成,含薄煤8-10层, 7、9、10-3煤层较稳定。

采空区治理工程施工及检测随着中部崛起及基础建设的加速发展，煤炭被以不同方式开采,留下了大规模、大范围的采空区及塌陷区，造成采空区及塌陷区上方地基不稳，承载力下降。

为了提高矿区土地的利用率，在正确勘察和评价的基础上，对不同类型采空区地基进行针对性处理。

本文对采空区治理的手段、施工工艺、施工方法及工程质量检测等作了详细的阐述。

1采空区治理设计工作目标通过地表地质调查，布置变形监测及物探和钻探等地质勘察工作，利用相关资料对采空区稳定性作出定量评价，对需要处理的采空区提出具体的处理方法、工艺流程和质量控制措施。

2采空区治理工程施工准备2.1人员准备1）按规定的设计要求组织建设施工项目部；2）根据施工需要，配备工程地质、水文地质、钻探、试验测试、工程计量、安全、机械、计划等相关专业技术人员；3）特殊工种人员必须持证上岗（电工、焊工、铲车驾驶员等）；4）参与工程的施工人员须进行岗前培训，掌握必要的施工技术技能，合格后方能上岗。

2.2技术准备1.现场踏勘，了解本项目区域地形、地质地貌、施工条件、材料供给、水、电路等概况;2）阅读设计文件，熟悉施工工艺，掌握施工要点；核对设计施工工程量，检查有无工程中遗漏的项目；3）组织技术人员对施工工艺的可行性进行讨论，对疑点、难点应向设计单位提出书面性的会审意见；4）考查当地施工材料并取样送检；5）用送检合格的材料，按设计要求进行浆液配合比试验，确定注浆浆液的各项性能指标标准。

2.3设备及其他准备1）对施工场地进行合理规划，认真安排现场的施工用地，确定注浆站位置，原材料的堆放位置及临时设施用地范围应尽量避开钻孔施工位置；2）修筑施工便道，保证施工车辆正常通行；3）确定施工地的水源，铺设管道引水至注浆站；4）架设施工用电线路，配备临时用电设备；5）按设计文件要求，结合施工现场实际，组织调遣施工机械设备；6）根据施工周期、工程量建立相应规模的注浆站，配套站内注浆设备。

3采空区治理工程施工3.1钻孔施工3. 1.1原则及顺序1）首先安排技术先导孔钻探施工，全孔取芯，明确查明地层结构及采空区空间特征，确定钻探的施工工艺，指导全面钻探施工；2）钻探顺序由采空区底板标高最低处开始，向标高较高处推进;3）先施工场地四周帷幕孔，再施工中间注浆孔间隔法进行钻孔施工；4）钻探孔可超前注浆孔1孔~2孔;5）施工中，如遇钻孔注浆串浆、冒浆时，应终止钻孔施工，并将钻孔套管口堵塞，待注浆孔注浆结束后再进行该钻孔施工。

刍议综合物探方法在复杂地质环境中的应用摘要：进行地面综合物探勘查工作，详细、准确查明整合矿井内的构造发育情况、断层导水性以及采空区的分布范围，科学指导煤矿采区布设、高效生产是非常必要的。

关键词：综合物探复杂地质条件断层采空区反射地震方法在煤田构造勘探领域具有独特的优势，是目前获得煤矿采区构造、煤层等地质资料的突出手段，也是当前应用最广的煤田构造勘探方法。

利用地震资料可以精确查明地下煤层的赋存形态，以及断层、陷落柱、采空区、煤层分叉、变薄区等构造和异常地质体。

而且在煤矿采空区探测方面成功的实例也不鲜见，但其无法对断层等构造的导水性以及采空区的富水性提供直接的证据，而重点研究地下岩石电性特征的地面电法则可以有效弥补反射地震方法的不足。

综合应用这两种方法可以查明复杂矿井地下构造和采空范围及其赋水性，为煤矿开采提供可靠的数据。

1 方法理论基础1.1 反射地震法原理反射地震波法是利用地震波在地下介质中传播的理论，通过人工在地面激发地震波向地下深处传播,遇波阻抗差异较大的不同的介质分界面,就会产生波的反射，同时用地表检波器接收其反射波信号，集中返回到地震仪中存储，获得原始数据记录。

在此基础上，进行静、动校正、水平叠加以及偏移等一系列数据处理，最终得到能够反映地下界面或地质体的速度、形态、赋存深度等特征信息,能够提供比较准确的地下地质构造、地层起伏变化、岩性变化资料等，进而达到了解调查深部地质目标体的目的。

在地震勘探中，主要采用多次叠加法，其基本思想是，对地下反射界面上各点的地质信息进行多次观测，以排除由于地面上个别观测点受某种干扰而歪曲地下真实信息的影响。

1.2 地面电法及其原理用地球物理方法寻找地下地质体的富水性已有多年,电阻率法一直有效。

其物探找寻地下水的方法主要包括瞬变电磁法、激电法、视电阻率法、放射法、甚低频法等，基本都是通过勘查含水构造和层位来间接找水。

工程中较常使用的是瞬变电磁、视电阻率测深及其派生的高密度等方法。

某铁矿山隐伏采空区精准探测方法马法成【摘要】为消除采空区给铁矿山人员和生产带来的巨大安全隐患,对采空区精准探测方法进行了研究.在深入分析高密度电阻率法采空区探测工作原理的基础上,建立了采空区探测模型,据此总结出采空区在电阻率剖面图中所具有的高阻异常和电阻率突变的识别特征.以五台—吕梁地区某大型铁矿山采空区为例,进行了精准探测.根据采空区识别标志圈定了采空区异常的分布范围,采空区在探测成果图中有较明显的反映,电阻率异常特征与解译标志基本符合;钻探验证表明,通过高密度电阻率法可有效识别出采空区;结合采空区三维激光扫描成果,建立了采空区三维模型,精确地获取了采空区的空间特征信息.研究结果表明:采用高密度电阻率法圈定异常、钻探验证和三维激光扫描建模的综合探测方法可对铁矿山采空区进行高效、经济、精准探测.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P196-199)【关键词】采空区;精准探测;高密度电阻率法;三维激光扫描;采空区探测模型【作者】马法成【作者单位】太原钢铁集团有限公司,山西太原 030003【正文语种】中文【中图分类】P631五台—吕梁地区发育有袁家村、尖山等多个大型—特大型铁矿床,矿床类型以前寒武纪沉积变质型铁矿床为主,矿床规模巨大,储量集中,水文条件简单,矿体稳定,开采技术要求较低,是我国最主要的铁矿石生产基地之一[1]。

但由于资源整合前周边众多原有小矿山的不规范地下开采活动,造成采区范围内地下存在众多隐伏采空区,其具体位置、埋深、大小等既无资料可查,也无明显的地面表征。

随着采场开采范围的拓展与延深,采空区给正常的采矿生产带来了极大的威胁,严重威胁着人员和矿山大型设备的安全,也给矿山的爆破安全造成了严重的安全隐患[2]。

目前,国内对采空区的探测主要依赖于钻探技术[3-4],该技术虽然取得了良好的效果,但存在效率低、工程量大、控制网度较低、精度低、勘查成本高等不足,极大增加了生产成本,影响了生产进度。

采空区物探方法新探潘瑞林【摘要】介绍三个采空区物探实例,分别采用瞬变电磁法、高频大地电磁法和微重力法探测.详细介绍了物探工作布置、数据采集及资料处理解释,取得了较好的探测效果.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2010(036)006【总页数】4页(P23-26)【关键词】采空区;勘探;物探;实例【作者】潘瑞林【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司,北京,100025【正文语种】中文【中图分类】U442.21 概述近几年,在铁路工程勘察中愈来愈多地遇到在地面用物探方法探测采空区的问题：线路经过区是否存在采空区、采空区的平面范围、采空区的深度范围、主要的采空区巷道等。

加之工点还经常存在各种干扰：交直流电、振动等,致使采空区探测已成为了工程物探的难点问题之一。

目前,在地面探测采空区较有效、常用的物探方法主要有：高密度电阻率法、直流电法(包括,电测深法和电测剖面法)、地质雷达法、地震反射法、瑞雷面波法。

近来,我们遇到二个深度较大(50～200 m左右)和一个有严重交直流电干扰的采空区探测问题,分别采用了瞬变电磁法、高频大地电磁法和微重力法,取得了较好的探测效果。

详细介绍了三个采空区探测工点的物探工作布置、数据采集及资料处理解释,旨在引起我们对采空区物探方法的新思考。

2 瞬变电磁法探测磁铁矿采空区2.1 工点概况工点位于河北邯郸涉县开发区东部,地形属中低山区,高程535～577 m,相对高差15 m。

地表大部为耕地,南部存在大量矿渣。

地表为第四系中上更新统冲洪积(Q3+2al+pl)黄土,沉积厚度一般为10～40 m,下伏地层为中奥陶系(Q2)灰岩,其下为闪长岩。

磁铁矿即赋存于灰岩与闪长岩的接触带及接触带顶底板灰岩薄弱带中,矿床成因类型为接触交代型磁铁矿床。

矿体总体走向为北东30°～50°,倾向南东,倾角10°～20°,含矿1～3层,单层平均厚度2～4 m,局部地段5～7 m,矿体埋深40～85 m,矿体在矿区内呈非连续条带状或蜂窝状分布。

G777高速公路初步勘察K96+500~K104+600采空区工程地质专题勘察方案采空区治理检测中心2017年4月目录1前言 (2)1.1工程概况 (2)1.2勘察目的 (2)1.3勘察依据 (3)1.4几点说明 (3)2工程地质条件概述 (3)2.1地形地貌 (3)2.2地质构造 (3)2.3地层岩性 (4)2.4水文地质特征 (4)2.5不良地质作用 (5)3勘察手段及步骤 (5)3.1收集资料 (5)3.2工程地质及水文地质调绘 (5)3.3物探 (6)3.4钻探 (6)4勘察工作量 (6)5勘察报告书主要内容 (7)采空区治理检测中心 11前言1.1 工程概况（1）G777高速公路昆明段（后简称“本项目”），总体走向呈西向东，起点位于曲靖马龙县与昆明宜良县县界老黑山，经九乡风景区、耿家营，与昆明绕城高速东南绕交叉后，沿南昆铁路西侧布线，经贾王村、阳宗海风景名胜区、汤池、七甸，下穿沪昆高铁及规划渝昆高铁与新昆嵩高速公路相接，路线全长57.48公里。

（2）其中线路里程K96+500-K104+600 段存在采空区，该区段为山间盆地地貌，地势平坦，地层主要为上第三系含煤地层，线路主要以桥梁和路基通过。

线路沿线分布有数个大型露天开采矿坑，部分已废弃，部分仍在开采。

开采历史已达已逾百余年，经调查访问，该区域以前私挖滥采现象较为突出，凤鸣监狱劳改队也进行过较大规模的地下开采，当前，虽然大部分矿区都是由地下开采转为露采，但地下仍有采空区存在，存在地下采空区。

（3）由于该区域内煤采矿权众多，产权变更频繁，早期私挖滥采现象严重且未留存有相关资料，无相关资料，现场调查也未收集到采空区相关资料。

鉴于采空区对桥梁桩基施工及安全影响较大，在已有勘察认识的基础上，使用常规勘察手段无法查清采空区地段的工程地质条件，故决定就该段采空区工程地质进行专题勘察研究工作，为最终选定线路和编制初步设计文件提供工程地质依据。

1.2 勘察目的（1）查明相关地区的地形地貌、地层岩性构成、岩层产状、裂隙发育程度、地质构造特点等工程地质条件；（2）查明采空区具体的范围、埋藏深度、空间大小、顶板岩层厚度，顶、底板标高，距路基顶、底板标高；（3）查明采空区顶板的管理办法、塌落情况和采空充填程度；（4）查明采空区目前地表变形、岩移和塌陷的机理、原因及分布规律，预测其发展趋势、危害程度以及诱发其他不良地质现象的类型、位置、规模和对线路的影响；（5）查明并评价线路与煤矿开采线路、采空区的空间关系、开采趋势和时采空区治理检测中心 2空效应；（6）提出合理的治理、预防和建议措施；（7）为线路最终选定工程场地和编制初步设计文件提供工程地质依据。

综合物探技术在煤矿地质水文勘探中的运用分析摘要：在煤矿采掘过程中经常会遇到矿井突水问题，这将严重威胁煤矿的安全生产，我国煤矿井下开采过程中受到多种水害威胁，矿井顶底板水害问题非常常见，随着煤矿深部开采的不断发展，顶底板水害更加频繁，严重影响到煤矿高产高效安全开采目标的实现。

因此，对回采工作面顶底板水害进行探查，查明水害致灾因素，并进行针对性的治理是非常有必要的。

当前煤矿对于地质构造和富水异常区的探测主要有钻探、物探、化探等多种探测方法，各探测方法都有着自身的探测优势和适用范围，因此多种探测方法综合使用效果较为理想。

针对以上分析，提出了物钻探相结合技术，在钻探资料基础上，对地质构造和顶板含水层富水异常区进行有效探查，为防治水工作提供技术保障。

关键词：综合物探技术；煤矿地质水文勘探；运用引言物探技术的应用范围非常广泛，在煤矿地质探测中发挥着重要作用。

煤矿开采很可能会面临各种地质构造甚至地质灾害，不仅影响开采效率，还可能引发严重的安全事故，威胁开采人员的生命安全。

因此在煤矿地质探测中应不断更新探测技术，提高探测效率与准确性，从而预见和控制开采过程中可能出现的各种风险问题。

通过物探技术的合理应用可以有效把握煤层地质构造，规避煤矿开采中的水文灾害和地质灾害等，对煤矿开采效率与安全性的提升起到关键作用。

1煤矿地质探测中常用的物探技术1.1地震勘探技术在地震勘探技术应用期间，需要人工制造震源，一般利用炸药爆炸来产生较强烈的地表震动，之后通过高精度仪器在提前设定好的探测点收集震动信息，结合震动信息的收集与分析，运用信号反演地层结构状况。

地震勘探技术基于地震波在岩层分界面的反射与折射，对接收的地震波信号、震源特征、探测点位置等进行综合分析，能快速推导出地下岩层的基本形态和性质信息。

地震勘探技术的有效应用深度可达近万米，岩层勘探范围非常广，利用收集到的地震勘探信息还可以构建岩层地质结构三维模型，但美中不足的是精度较差且无法有效控制，一些小规模地质构造探测中有其他更适合的技术可供选择。