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浅谈煤矿物理探测技术技术应用现状及发展方向
煤矿物理探测技术是指通过物理手段对地下煤矿进行探测和监测的技术。
它广泛应用于煤矿勘探、煤与瓦斯突出预测、矿山地质灾害预警等领域。
本文将从技术应用现状和发展方向两个方面浅谈煤矿物理探测技术。
目前，煤矿物理探测技术主要包括电磁法、地震法、重力法、磁法等多种手段，这些技术都有各自的优势和应用范围。
电磁法是一种非侵入式的探测方法，可以实时地获取地下煤矿的电磁参数，从而判断煤层的存在和性质。
地震法则是通过探测地下地震波的传播速度和振幅变化来推断地下煤层的存在和构造。
重力法是通过测量地下煤层引起的重力异常来判断煤层的存在。
磁法则是通过检测地下煤层的磁性来推断煤层的性质。
这些物理探测技术可以互相配合，提高煤矿探测的准确性和可靠性。
在实际应用中，煤矿物理探测技术已经成为煤矿勘探和瓦斯突出预测的重要工具。
通过物理探测技术可以实时地获取地下煤矿的信息，预测煤与瓦斯突出的风险，减少事故的发生。
物理探测技术还可以帮助煤矿的开采规划和设计，提高开采效率和安全性。
物理探测技术还可以用于监测矿山地质灾害，如地面塌陷、地震等，为防范和减轻矿山地质灾害提供依据。
煤矿物理探测技术在未来的发展中有着广阔的前景。
随着科技的进步，煤矿物理探测技术的仪器设备将不断更新和改进，提高测量的灵敏度和精度。
煤矿物理探测技术将与其他技术相结合，如地质勘探技术、数学模型等，进行多学科的交叉研究和应用。
随着煤炭资源的逐渐减少和环境保护的要求，煤矿物理探测技术将面临更大的挑战和需求，需要进一步发展和完善。
采空区的危害及探测方法分析鞍山地区铁矿开采历史有百余年，开采方式为露天和井下开拓。
早在20世纪初期日本人就在齐大山、弓长岭等矿区对地下富铁矿进行掠夺性开采，造成地下多处采空区。
近年来，地方小矿点的不规范的乱采乱挖，导致采空区的具体位置、埋深、大小等资料不详。
这些分布位置不确定采空区给矿山生产和生活带来巨大隐患。
1 采空区的危害矿山采空区的塌陷、涌水和边坡失稳是最为严重的矿山地质灾害之一，采空区给正常采矿生产带来了极大的威胁，给深部铁矿资源开采利用，采矿工程计划执行带来极大困难。
同时地下采空区严重威胁着矿山设备和人员的安全，也给矿山的爆破质量及爆破安全造成严重的安全隐患。
且铁矿山采空区受强电磁、复杂地质构造和大型设备作业等因素影响，精准探测和治理难度极大。
其危害主要有以下几点：①给整个露天矿坑体的设计带来困难；②露天矿采坑采空区施工中机械和人员的不安全；③采空区爆破处理时会产生矿体的贫化和损失；④采空区中的放射性金属对施工人员的危害；⑤影响采空区二次引爆的打钻施工；⑥采空区中矿井积水对施工作业的影响。
2 弓长岭矿区铁矿山采空区探测地质特征及地球物理条件2.1 弓长岭一矿区地质特征本次探测区打的位于弓长岭褶皱中，主要形式为主要构造形式为褶皱构造及与之相伴生的断裂构造。
区内断裂构比褶皱构造发育更为明显，花岗伟晶岩对矿体有着较大破坏的，只是影响深度和范围有限。
从矿床地质特征分析，矿体受到褶皱、断层和含铁岩系的控制，并且矿石类型、结构构造特征决定了矿体与围岩在地球物理性质较为复杂特征。
2.2 主要岩矿石的电磁参数特征2.2.1 磁性特征根据1974年鞍本地区航空磁测报告（冶金部物探公司航测二队，1975）资料，弓长岭铁矿各矿区的磁铁矿体具有较强的磁性，与围岩有显明的差异。
2.2.2 电阻率特征本文主要利用岩和矿石的电阻差异性可以直接寻找矿源。
结合该区域内岩矿体分布情况，本文模型中设定矿体电阻率、围岩及夹石的电阻率、采空区电阻率分别为1000Ω·m，2000Ω·m，*****Ω·m，采空区充水情况下电阻率由水决定，为10Ω·m。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用一、引言东北地区是我国煤炭资源丰富的地区之一，随着煤炭开采的不断深入，很多煤矿在经济开采后形成了大量的采空区。
这些采空区不仅浪费了地下空间，同时还存在安全隐患，可能对地面环境造成污染。
对采空区进行综合勘查技术的探测显得尤为重要。
本文将以东北某老采空区为例，探讨综合勘查技术在该地区探测中的应用。
二、综合勘查技术简介综合勘查技术是一种结合了多种勘查手段和方法的综合性探测技术。
它包括了地面勘查、地下勘查、遥感技术、地球物理勘查、遥感技术、地球化学勘查等多种方法。
通过对地质构造、矿产资源、环境影响等方面进行全面综合的勘查，能够更加全面地了解地下的情况和变化，为后续的规划、设计和开发提供有力的依据。
三、东北某老采空区的情况东北某老采空区位于东北地区的一个小城镇，是一个曾经进行了长时间煤炭开采后形成的采空区。
由于历史原因，该地区的采空区面积较大，地下空间空洞较多，地质构造较为复杂。
由于采矿活动的停止，采空区内部可能存在有煤层火灾、地下水涌出、井筒坍塌等安全隐患。
对该地区的综合勘查显得尤为重要。
四、综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用1. 地面勘查通过对采空区周边的地质构造、地形地貌、植被覆盖等进行地面勘查，能够全面了解地表情况，为后续探测提供基础数据。
地面勘查还可以对采空区周边存在的安全隐患进行初步的评估。
2. 地下勘查采用地下勘查技术对采空区进行探测，可以通过地下探测雷达、激光扫描等技术手段获取地下空间的三维信息，包括洞穴大小、空洞位置、地下空间分布等信息。
通过对这些信息的获取，能够更加全面地了解采空区内部的情况，为后续的规划和开发提供依据。
3. 遥感技术利用卫星遥感技术可以对采空区进行全面的遥感图像获取，通过对遥感图像的分析可以了解采空区的地形地貌、植被分布、水文情况等信息，为后续的探测工作提供依据。
4. 地球物理勘查利用地球物理勘查技术，如地电、地磁等手段对采空区进行探测，可以获取地下构造、地质体分布、矿产资源分布等信息，为后续的规划和开发提供科学依据。
煤矿采空区综合探测方法研究摘要:地方小煤窑的越界越层开采,以及古空区、老空区的遍布,一直是影响国家大型煤矿企业井下安全开采的首要问题。
成庄矿井田内及周边分布有十几个地方小煤窑,为了彻底查清小煤窑的开采和越界范围,排除其不利影响,做到超前防范,综合防治,自成庄矿投产以来,我们综合利用井下实测、地面物探(瞬变电磁法、高分辨浅层地震反射波法)、井下钻探(水平长距离钻孔和多倾角短距离钻孔)等多种地质测量探测手段,对井田范围内及其周边的采空区进行探查,摸索出了一套小煤窑采空区、古(老)空区探测的方法和经验,对今后的小煤窑综合防治工作有指导意义,也可供其它国家大型煤矿企业借鉴。
关键词:小煤窑采空区物探综合探测1 前言在国家大中型煤矿企业井田内及其周边,常分布有一些地方小煤窑,有的越界越层开采,有的超范围开采,也有的采空区为古空区和老空区,属于历史上采煤造成。
这些采空区内,常积聚有大量积水和瓦斯等有毒有害气体,当采掘工作面接触和接近这些区域前,为消除安全隐患,必须采取超前探放的措施,探明采空区的范围、积水量和气体赋存状况。
即“有颖必探,先探后掘”。
现代地球物理勘探技术发展相当迅速,通过比较勘查目标层和周围围岩的物性、电性差异,根据参数选择合适的物探方法,对地质构造及采空区进行探测,可以达到事半功倍的效果。
瞬变电磁法是近年来发展起来的勘查煤田、地下水、采空区等地质构造的有效电测深方法。
高分辨浅层地震反射波法是石油、煤田和其它成层矿床勘探的必要手段,也可以作为探测小煤窑破坏区的一种检验和补充技术。
2 井下实地测量长期以来,由于地方利益趋动和地方保护主义存在,对地方小煤窑的观测资料一直处于表面。
随着国家煤矿安全监察系统的健全和人员,煤矿安全生产临察部门的设立,加大了对地方小煤窑生产经营的监察力度,积极有效地保护了国家资源和国家利益。
由安全临察部门牵头,经常对国家煤矿企业周边的小煤窑采掘进度和范围进行实测,给国有企业提供了第一手珍贵资料。
地质勘探G eological prospecting 采空区勘察物探技术应用研究郭文杰，陈佃浩，顾云莎，刘冰涛，庞佃明摘要：采空区作为资源开采过程中的一大安全隐患，尤其一些遗留矿井缺少资料无法掌握具体采空区分布情况，极易引起坍塌事故的发生。
在明确采空区具体情况时，物探技术是十分有效的勘察技术手段。
本文对物探手段在采空区勘察中的应用情况进行了深入分析，首先，阐述了我国在采空区勘察方面的发展历程；其次，对采空区的特点以及物探勘察技术选用原则进行分析；最后，明确了各采空区物探技术的技术要点、应用范围等并进行深入分析。
关键词：采空区；勘察技术；物探技术采空区勘察是矿山安全生产的一个重要环节，也是矿山环境治理的关键步骤。
采空区是指在矿山生产过程中掏空的地下空间，在剥离矿体、采矿和采石等工艺中都可能形成采空区。
采空区往往是不稳定而存在威胁的地区，如果不加以掌控和管理，则可能导致地面陷落、巨大的经济和社会损失，甚至可能引起人员伤亡事故。
因此，对于采空区的勘察、监测和治理工作具有极高的重要性。
物探技术作为一种非接触式的勘察手段，可以有效地应用于采空区的勘察工作中。
物探技术能够获取矿区的内部结构及其变化规律，能够发现采空区存在的隐患问题，判断采空区的稳定性以及预测下一步的发展趋势，为矿山安全生产提供重要的支撑。
因此，物探技术在采空区勘察中的应用研究十分重要。
在地下矿产开采过程中会产生空洞区，该空洞区又被称为采空区，按照矿产资源被开采的时间，采空区可分为老采区、现采区以及未来采区。
采空区内部自上而下可分为垮落带、导水裂隙带以及弯曲带三层，采空区极易发生地表沉陷，进而引起例如平地积水、道路裂缝、房屋坍塌以及农田减少等问题，其对于人民生命财产安全存在着巨大隐患。
安全生产问题一直是矿山开采中的一个十分重要的主题，而对采空区精确且全面的勘察是保证采空区不出现生产安全问题的前提。
针对采空区勘察技术，众多专家学者进行了丰富的研究工作，例如，雷丁琳采用沉积学力度分析原理分析了采空区范围，并对采砂采空区地基评价方法，以及采空区桥梁桩基处理技术进行了深入的研究。
浅谈煤矿物理探测技术技术应用现状及发展方向【摘要】煤矿物理探测技术是一种通过物理手段对煤矿地质结构、煤体特性以及瓦斯涌出等进行探测和监测的技术。
它在煤矿生产中具有重要的应用价值，可以帮助矿山企业提高煤炭资源利用率，提高采煤效率，减少生产事故的发生。
在煤矿安全生产中扮演着重要角色，可以帮助提前发现地质灾害隐患，保障矿工安全。
随着科技的不断发展，煤矿物理探测技术也在不断创新，尤其是新技术的应用，如人工智能、大数据等，为煤矿物理探测技术的发展提供了更多可能性。
未来，煤矿物理探测技术还有巨大的潜力和发展空间，在煤矿行业的需求下，将会继续受到重视和推动，发挥着重要的作用。
【关键词】煤矿物理探测技术, 应用现状, 安全生产, 发展方向, 新技术, 未来发展, 发展需求, 促进作用, 重要性, 必要性.1. 引言1.1 煤矿物理探测技术的概念煤矿物理探测技术是指利用物理学原理和先进仪器设备对煤矿地质构造、煤层赋存、矿床预测等进行探测和研究的技术手段。
通过测量地下空间中的物理参数，如地震波速度、密度、电阻率等，来获取有关煤矿地质构造和煤层赋存特征的信息。
这种技术可以为煤矿勘探、开发和安全生产提供重要的科学依据和技术支持。
煤矿物理探测技术的概念包括了地震探测、电磁探测、地质雷达探测、重力探测等多种技术手段，通过这些手段可以实现对煤矿地下结构和性质的高精度探测。
通过对地下岩层的物理性质进行测定和分析，煤矿物理探测技术能够帮助工程师和地质学家更准确地了解煤矿脉络、地形、构造和岩性等情况，为煤矿勘探、开采以及安全生产提供重要的科学依据。
煤矿物理探测技术是煤矿勘探和安全生产中不可或缺的重要技术手段，其应用已经成为煤矿行业的必备技术之一，对促进煤矿行业的可持续发展具有重要意义。
1.2 煤矿物理探测技术在煤矿生产中的重要性煤矿物理探测技术在煤矿生产中的重要性体现在多个方面。
煤矿物理探测技术可以帮助矿山实现精准勘探和预测，提高矿藏开发利用率，降低开采成本，优化生产布局，提高资源利用效率。
解析采矿技术的发展现状和勘探技术措施摘要：在煤矿项目的开展中，非常重要的一个方面就是采矿技术及勘探技术。
经过近些年来的发展，采矿技术以及勘探技术已经日趋成熟；在如今环境及资源紧缺问题日益严重的情况下，采矿技术开始朝着绿色的方向发展。
文章简要分析了采矿技术发展现状和勘探技术措施，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：采矿技术；发展现状；勘探技术如今，市场经济体制的确立和完善，促使采矿企业之间的竞争日趋激烈，那么为了增强自身的综合竞争力，采矿企业就需要对管理机制进行创新，更加科学的管理采矿技术及其勘探技术措施，提高采矿质量和效率，同时，投资成本也可以得到有效的降低。
1 我国采矿技术的发展现状我国在矿产开采中存在着一系列的问题，因为地质条件比较复杂，开采深度也越来越大，包括诸多方面的问题，比如探测技术手段比较单一，没有综合分析矿井地质规律等；但是也有很大的成绩，包括这些方面的内容：我国采矿技术的机械化程度越来越高：通过调查分析发现，我国目前虽然采矿技术的水平越来越高，但是与全盘机械化还存在着一定的差距，这样就会对我国的采矿效率产生很大的影响。
针对这种情况，我国开始了大力创新和研究，积极研究和引进先进的技术设备，比如大孔穿爆设备、中深孔全液压凿岩设备这样的主体设备以及其他的辅助机械，比如装运设备、推动出矿设备等，以此来提高矿山设备的效率，促使机械化程度得到提高。
我国采矿技术开始朝着生态化的方向发展：如今随着城市化进程的逐步加快以及资源的随意开发，环境问题以及资源紧缺问题已经日益严重；在这种情况下，就需要促使采矿技术及其勘探技术措施朝着生态化的方向发展。
首先，要从生态环保的角度上来大力研究采矿技术及其勘探技术；其次，要大力提高材料以及设备的生态环保性能，并且采取科学的方法来整合规划社会资源，对其进行优化配置，实现运输能耗降低的目的。
再次，还需要采取一系列的自然措施来对生态环境进行保护，对各方面的污染进行降低。
124管理及其他M anagement and other我国金属非金属矿山采空区现状与治理对策分析吕海青（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 650224）摘 要：文章主要是分析了我国金属非金属地下矿山采空区的相关特点，在此基础上讲解了采空区探测技术，同时讲解了采空区的现状，最后探讨了采空区治理的发展趋势，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键词：金属非金属；矿山采空区；治理技术；现状；发展趋势中图分类号：TD325.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）04-0124-2 收稿日期：2021-02作者简介：吕海青，女，生于1982年，汉族，云南宣威人，本科，采矿工程师，研究方向：采矿工程。
金属非金属采空区会影响到人们安全的隐患，在我国的有色冶金矿山区中有着许多的大中型采空区，这些采空区的存在了一定的安全隐患，为此制定出相关的政策和机制是能够有效解决到采空区隐患的重要措施[1]。
1 金属非金属地下矿山采空区特点金属和非金属地下采空区具有隐蔽性强、空间分布规律性差、空间变化大、顶板难采等的特点。
文章分析了不同矿物和开采方式形成的采空区的不同形态和特征方法比如山东、安徽的石膏矿床，湖南、江苏等地均为层状矿体，采空区地表有夹层支柱。
在山东、广东、安徽、云南等地区，厚铁矿、铅锌矿和铜矿都充满了铁矿石录像机开采面积大，开采过程中形成的围岩裸露面积大大的。
之后充填后，突出部分会出现局部冒落或岩层移动第二部分：屋顶，屋顶纹理，如钨矿、金矿和江西、湖南、安徽、海南等地的铜矿，面积大，采空区高，形状不规则，易坠落和晃动。
采空区的塌陷或塌陷具有以下特点：①破坏性采空区通常伴当前巨大的冲击波和爆炸波，会造成地下采矿灾害，破坏道路和设备，并导致地面塌陷、植被破坏等积水, 部门设施和生态环境日趋严重，导致地面构筑物倒塌，人员伤亡不断增加死亡；②围岩通常为脆性、坚硬，无明显的宏观前兆和变形特征不稳定。
煤矿采空区勘察与治理技术
摘要
煤矿采空区是在煤矿开采所产生的空洞，随着开采的深入，采空区及
其周边地区的稳定性存在着严重威胁，无论是环境破坏还是人员伤亡。
因此，煤矿采空区的勘察与治理技术以及危险因素防控技术都显得尤为重要。
本文首先介绍采空区勘察的基本原理与方法，其次介绍采空区治理技术，
着重强调采空区实施“三面筑垒”技术。
最后，着重讨论危险因素防控技术，包括采空区水位防控、矿井瓦斯抽放工程等技术。
关键词煤矿采空区；勘察；治理；危险因素
1.绪论
煤矿采空区是在煤矿开采所产生的空洞，按煤矿采空区的定义，采空
区是指在块状煤层采煤和抽空过程中，产生的一定形状尺寸的空洞，它可
能会在后期退煤或工程易地垮塌，对煤矿安全管理造成重要的影响。
采空
区的存在可能对采煤开发区域的空间利用、环境破坏、人员伤亡等方面造
成重大的危害，因此，对煤矿采空区进行勘察与治理、加固防护等工作是
煤矿安全生产的重要保障，也是我们把煤矿建设成一支战斗力的重要保障
措施。
采空区勘察与治理的研究具有重要的现实意义。
2.采空区勘察原理及方法。
煤矿采空区勘查的工作方法探讨及预期成果摘要：由于矿山开采导致采空区居民房屋及其它附属设施不同程度的房架子侧倒，墙体裂缝、基础下沉，使附近地质环境条件变得极其恶劣，严重的威胁着区内居民的正常生产、生活。
因此，煤矿区采煤沉陷综合治理工程势在必行。
关键词：塌陷区；勘查一、工程概况辽宁省凤城市爱阳镇煤矿区煤炭资源开采历史悠久，上个世纪20年代已进行开采，大量私挖乱掘导致地下采空区分布广泛。
采空区严重的威胁着区内居民的正常生产生活。
近年来，地面沉陷涉及到的各村庄联名请愿上访，由此引发的社会不稳定事件时有发生，煤矿区采煤沉陷综合治理工程势在必行。
1.1自然地理1.1.1、气象项目区属北温带湿润区大陆性季风气候，最高温度37.3℃，最低温度-32.6℃，年平均降水量998.2mm，年均霜冻期206天，平均冻土深度138cm。
1.1.2、水文勘查区地表河流主要为爱河，属于鸭绿江水系，丰水期水量较大，枯水期水量小。
1.1.3地形地貌：主要为低山丘陵区和丘间谷地。
（1）低山丘陵区海拔标高260.8m~567.2m，地形坡度15°~35°。
区内地形较为陡峭，山体走向近东西，植被比较发育。
（2）丘间谷地海拔标高303.8m~225.2m，相对高差78.6m。
丘间谷地呈树枝状分布，区内支沟多呈V型，沟底纵坡降较大。
1.2地质环境条件1.2.1地层地层岩性主要为新生界第四系全新统冲洪积层、中生界侏罗系下统长梁子组。
（1）中生界侏罗系下统长梁子组岩性为灰色、灰绿色中粒石英砂岩、灰色粉砂质页岩、粉砂岩、灰色粉砂质页岩与黑色炭质页岩互层，夹砂岩及煤层。
（2）新生界第四系全新统冲洪积层主要由冲、洪积砂、砾石层组成，厚度2～10m。
1.2.2地质构造根据野外调查和收集资料，矿区整体上呈一单斜构造，地层走向近EW，倾向N，倾角40°～55°。
区内断裂构造不甚发育，尚未发现对煤层有破坏作用的断裂存在。
煤矿立井过采空区探测和治理技术摘要：煤矿资源的持续开发带来的大量开采地区引发了很多工程安全和生态安全问题。
我国煤矿矿区具有类型多样、复杂等特点，工程安全和生态环境安全问题差异明显，综合治理煤矿矿区成为一项涉及稳定变形、环境生态的复杂系统工程。
本文通过对我国煤矿采空区特征的简要分析，综述了现有煤矿矿区开采区探测的主要手段，总结了煤矿开采的治理技术，以促进煤矿开采区管理的可持续发展。
关键词：煤矿立井过采空区;探测;治理技术引言长期开采煤矿区会产生矿区，这可能会影响煤矿开采区的稳定性和地面承载能力，对后期煤矿开采的安全性和矿井规划质量水平也有很大影响。
为此，必须在有效检测煤矿开采区的现实状况、地面稳定性、合理应用合理的物质法、归纳收集相关信息、确保煤矿开采区探测的全面性和基础信息的准确性的情况下，将煤矿开采优化调整和综合维护等工作提上日程。
1煤矿采空区特征分析煤矿开采初期需要抽取地下水，这将导致矿区地下水位下降，地下水位超过固定标准时，矿区地面必然会出现不可逆转的地面沉降问题。
煤炭开采地区地表塌陷和沉降等地质问题加剧，可能会形成煤矿开采区，这对地面的稳定性和各种工程项目的实际建设效果也会产生不利影响。
在煤矿采空区不断恶化情况下，会因为地下水影响而发生连通器效应，矿区周围的地下水会集中到矿井内部，导致煤矿采空区周围地质环境发生一系列变化，矿区地面稳定性和安全性也会受到极大影响。
分析研究煤矿采空区特征，发现煤矿采空区会因为特征、实际表现的差异而表现出三种类型，包括空洞型、充填型和塌陷型采空区三种。
这三种煤矿采空区表现出来的特征存在一定差异，应从煤炭开采情况和采空区实际表现情况入手，有效研究其具体特征。
空洞型采空区主要指严格意义上的煤矿采空区，这种煤矿采空区表现为煤炭或者煤层挖掘完工后产生的废弃坑道或者矿井。
由于空洞型煤矿采空区产生周期比较短，因此发现时并没有出现地下水倒灌和矿井坍塌等问题，可以根据空洞型煤矿采空区现实表现和固有特征确定准确合理的探测方式，强化合理技术和现代化手段在空洞型煤矿采空区探测和地面稳定性维护中的作用。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用随着煤矿资源的逐渐枯竭，煤矿采空区的治理成为亟待解决的问题。
采空区的存在不仅给地下水文地质环境带来了极大的变化，还可能引发地震、地陷等地质灾害。
对采空区进行准确的探测和监测显得尤为重要。
在地质勘探中，二维地震勘探技术因其高分辨率、实时性和非侵入性的特点，被广泛应用于煤矿采空区的探测中。
本文将介绍二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用。
一、二维地震勘探技术概述二维地震勘探技术是一种通过地震波在地下介质中传播的速度和反射特性来确定地下结构、地层和岩性的技术。
它通过布设地震检波器，利用人工或天然震源产生地震波，通过记录和分析地震波在地下的传播路径和反射波形，获取地下构造的信息。
二维地震勘探技术可以提供地下深层结构的高分辨率图像，对地下构造有着很好的反演能力，因此在地质勘探中具有广泛的应用价值。
1. 采空区边界探测二维地震勘探技术可以通过记录地震波的反射和折射情况，确定地下空洞和岩层之间的界面及其变化情况，从而准确地测定采空区的边界位置和范围。
采空区边界的探测对于煤矿采空区治理工作具有重要意义，能够有效地指导采空区支护和填充工作的展开，避免地质灾害的发生。
在煤矿采空区中，地层的稳定性是决定采空区治理效果的重要因素。
二维地震勘探技术可以通过分析地震波在地下岩层的传播特性和反射情况，评估采空区岩层的稳定性情况，为采空区治理提供科学依据。
通过采用地震波速度、频率、能量等参数对岩层进行综合分析，可以精确判断采空区内部岩层的稳定性，并为岩层支护和防治地质灾害提供必要的技术支持。
3. 地质灾害监测采空区的存在容易引发地质灾害，如地陷、地震等。
二维地震勘探技术可以通过监测地震波的传播路径和反射波形变化，实时监测地下岩层的变形和变化情况，发现地质灾害的潜在危险因素，为地质灾害的预防和治理提供重要参考。
4. 地下水文地质环境调查采空区治理工作中，地下水文地质环境的变化对于采空区的治理效果和周边地质灾害的发生具有重要影响。
采空区综合物探技术方案简介采空区是指矿区内已经被开采过并且产生了空洞的地带。
在采空区内煤岩残层与岩层厚度减小，水文地质条件变差，岩层应力状态也发生了改变，这些因素会对矿山环境和安全带来不利影响。
为了保障采空区的安全，需要进行综合物探技术探测，对采空区进行详细的状况分析，提出合理的治理方案。
本文将介绍采空区综合物探技术方案。
采空区物探技术电磁法电磁法是一种非常适合于采空区勘探的物探技术。
该技术可以迅速地进行数据采集和处理。
电磁法以电磁场作为探测媒介，利用发射线圈产生的电磁场和接收线圈记录的电磁场响应来探测被探物性质的一种物探方法。
地震法地震法是利用地震波在不同地质介质中的传播规律，探测出地质构造及性质，对于采空区探测具有较好的适用性。
该技术可以传播深入岩石中，是一种非侵入式的测量，适用于不同地质构造下的勘探。
重力法重力法是测量地球重力场在不同地点的变化，建立地球重力场的垂直分布模型，推断出地下物质的密度和体积分布，从而达到探测地下构造和状况的目的。
采空区的岩层应力状态发生改变，密度变化较大，利用重力法可以反演出具有空洞部分岩层的密度变化情况。
综合方案综合采用以上三种物探技术进行数据采集和处理，并进行相互验证和比对，从而得出对采空区内部结构的详细描述。
在对采空区结构描述清晰的基础上，可以针对采空区情况提出合理的治理方案。
例如，对于空巷或回采区采用灌封、板栅垫加固等方法，对于稳定岩层采用锚杆和喷浆加固等方式。
采空区综合物探技术方案可以快速地对采空区内部结构进行详细描述，帮助人们对采空区结构进行合理规划和治理，从而保障了矿山的安全和环保。
无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究摘要：在采用空场法或嗣后充填法开采的地下金属矿山，广泛分布着形态各异且空间规模不等的采空区。
采空区的存在极易引发大规模透水、坍塌、冒落等灾害，致使矿山开采条件恶化，因此采空区是矿山亟需治理的危险源之一。
由于地下采空区的位置、空间形态、规模往往异常复杂，在采空区处理过程中，实现空区三维形态的精准探测，可为制定安全、有效的采空区治理方案提供可靠依据。
关键词：采空区探测无人机三维激光扫描地下矿山引言三维激光扫描技术的推出，是在以往GPS空间定位系统基础上的一次技术突破，其直接打破了以往传统测量的方式，直接解决激光扫描的形式，可对大面积范围进行高分辨率扫描，并以此形成对象表明的三维坐标数据。
近年来，三维激光扫描技术开始被广泛的运用在工程、地质地形测量、建筑和文物保护以及断面体积测量等多个方面。
以往为常用的地形地质测量方式主要是CPS-RTK测图以及数字摄影等多种方式，而采用此类方式所需的工作量普遍较大，并且所在的地形较为险峻，通常对此类地区显得非常无力。
而采用三维激光扫描，则能够对地表点实施高密度、高精度以及高速度的测量，加大减少外业工作时间，提升了测量工作的效率。
1金属矿山采空区的特征由于矿体的形态规模以及采矿时所用方法存在的差异，这便形成了不同的采空区类型。
然而，处理不同的采空区类型的方法也是有所差别的，以及它们的危害情况也不尽相同。
通常可以将金属矿山的采空区分为三种基础类别，即崩落模式、空场式以及充填式的采空区，空场模式下的采空区则是这三种基础类别中的主要模式。
从理论上分析，崩落法采空区在实际的生产过程中，由于金属矿山围岩的稳固特征，其发生崩落后便产生了采矿区。
然而充填法这种模式，理论上是没有采空区的，它其实是在开挖矿房之后，短暂出现的一种采空区。
在填充时未接顶的情况下，也会有一些剩余的采空区出现，当进行填充这些没有进行处理的采空区时，就形成了一种空场模式下的采空区。
采空区探测技术研究现状及发展趋势（薛云峰 等） 作者：薛云峰 胡伟华 鲁辉 ［摘 要］本文在研究国内外采空区探测技术的基础上，对采空区探测方法进行了分类，分析了各种方法地球物理场的特点及解决问题的优势和缺陷，提出了根据采空区的特点，建立探测方法的数学物理模型，优化综合探测技术，提高探测结果准确性和可靠性的结论。
［关键词］采空区 地球物理探测 发展趋势 1 采空区探测的目的与意义 矿产作为一种重要的资源，其开采形成的采空由于历史的原因，大多未进行有效地治理，而处于废弃状态，有的采空区出现了大面积的地面沉陷，有的采空出现了地面裂隙，有的尚未出现明显的反映，采空作为人类活动产生的潜在地质灾害之一，给矿山的安全生产、工程建设和人民的生命财产造成了严重的威胁。要对采空区治理，对采空区的地理位置、埋深、现状情况进行了解是关键，只有对采空区的空间分布状态有了充分的了解，治理才能有的放矢。因此,为减轻和预防由地下采空区所引发的地质灾害,建立地质灾害预警系统,探索用综合物探方法探测采空区的分布，为评价和治理提供依据是十分迫切和有意义的。目前,采空区的探测已经成为一项重要的研究课题,但是仍处于发展阶段。
2 采空区探测方法的研究现状 采空区的探测，目前，国内外主要是以采矿情况调查、工程钻探、地球物理勘探为主，辅以变形观测、水文试验等。其中，美国等西方发达国家以物探方法为主，而我国目前以钻探为主，物探为辅。在美国，采空区等地下空洞探测技术全面，电法、电磁法、微重力法、地震法等都有很高的水平。其中，高密度电阻率法、高分辨率地震勘探技术尤为突出，且近年来在地震CT技术方面也发展迅速。日本的工程物探技术在国外同行业中处于领先地位，应用最广泛的是地震波法，此外，电法、电磁法及地球物理测井等方法也应用得比较多，特别是日本VIC公司80年代开发研制的“GR-810”型佐藤式全自动地下勘察机，在采空区、岩溶等空洞探测中效果良好，且后续推出的一系列产品都处于国际领先水平。欧洲等国家工程物探技术也较全面，在采空区的探测上，俄罗斯多采用电法、瞬变电磁法、地震反射波法、井间电磁波透射、射气测量技术等，英、法等国家以地质雷达方法应用较好，微重力法、浅层地震法也有使用。 国内近年来在利用地球物理勘探技术查明地下采空区方面作了大量的工作，采空区的探测成了工程地球物理的热点和难点问题，引起了地球物理学者的广泛关注，投入了各种各样的方法和技术，在各种物探方法中,根据其所研究地球物理场的不同,通常可分为以下几大类:
①以地下介质密度差异为基础,研究重力场变化的方法称为重力勘探；②以介质磁性差异为基础,研究地磁场变化规律的方法称为磁法勘探；③以介质电性差异为基础,研究天然或人工电场 (或电磁场)的变化规律的方法称为电法勘探(或电磁法勘探)；④以介质弹性差异为基础,研究波场变化规律的方法称为地震勘探； ⑤以介质放射性差异为基础,研究辐射场变化特征的方法称为放射性勘探；⑥以地下热能分布和介质导热性为基础,研究地温场变化的方法称为地热测量等。主要探测方法分类如上图。
2.1 重力勘探方法 重力勘探方法是利用地下地质体质量亏损或盈余,在地表观测他们引起的重力异常，从而确定地下地质体的分布、大小、边界等。采空区因开采形成质量亏损,从而形成低重力异常。在煤矿采空区保存完整时,形成低值剩余重力异常。在采空区塌陷而不充水时,质量亏损值不变,但负密度值减小而影响厚度增大；充水时,亏损质量得到一定补偿,比在不充水的同样情况下,负密度值减小。无论在采空区实际存在哪种情况,按一般规律都可测出局部剩余重力异常。使用高密度、高精度微重力测量和适当的资料处理解释方法,在面积上控制采空区范围。采用数字地形多剖分体高精度地改方法及三维解释方法,以达到提高解释精确性。
2.2 电磁方法 (1)高密度电阻率层析成像法 在现场测量时,将全部电极设置在一定间隔的测线上,然后用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换器上,使电极布设一次完成。为了准确、快速地采集大量数据,测量时通过程序控制实现电极排列方式、极距和测点的快速转换。并利用与系统配套的电法处理软件,对采集的数据进行各种处理,结果进行图示,使解释工作更加方便、直观。李清林等［1］利用某电厂采空区和电阻率层析成像测量的结果,探讨了电阻率层析成像测量在煤矿采空区和斜风井巷道中的应用，结果表明,电阻率层析成像二维测量方法在煤矿采空区和斜风井巷道的探测和定位是准确和可行的；煤矿采空区和斜风井巷道内若没有水体存在,电阻率层析成像二维测量成果图中一般都是高阻异常封闭圈,如有水体存在则表现为低阻异常封闭圈。
(2)瞬变电磁法 瞬变电磁法是向地下发送一次脉冲磁场的间歇期间,观测由地下地质体受激引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场,二次场的大小与地下地质体的电性有关:低阻地质体感应二次场衰减速度较慢,二次场电压较大；高阻地质体感应二次场衰减速度较快,二次场电压较小。根据二次场衰减曲线的特征,就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等,由于瞬变电磁仪接收的信号是二次涡流场的电动势,对二次电位进行归一化处理后,根据归一化二次电位值的变化,间接解决如陷落柱、采空区、断层等地质问题。该方法具有分辨能力强、工作效率高、受地形影响小、能穿透高阻覆盖层等优势,迅速发展成为高效、快捷的物探方法。刘君［2］将瞬变电磁法应用于某采空区探测,效果良好，不仅推断出地下采空区的范围,而且判断了采空区的积水情况。
(3)甚低频电磁法 甚低频电磁法一般用频率为15～25 kHz电台发射的电磁波作为场源。当电磁波在传播过程中遇到地质体时,使其极化而产生二次电流,从而引起感应二次场,一般情况下二次场和一次场合成后的总场与一次场的振幅方向、相位均不相同,即引起了一次场的畸变。使用专门的仪器通过测量某些参数的畸变,可发现采空区的存在。甚低频电磁法工作方法通常又分倾角法和波阻抗法两种，在探测高阻体时,一般选用波阻抗法进行甚低频电磁法测量,测线方向尽量与发射台方向一致或与该方向夹角最小。
(4)探地雷达 探地雷达是利用高频电磁波以宽频带短脉冲,从地面通过天线T送入地下,经反射体反射后返回地面,通过天线R接收。在介质中传播时,其电磁波强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态而变化。所以,根据接收到波的双程走时、幅度与波形资料,可推断介质的结构。探地雷达适用于探测深度较浅的目标体,由于可以更换不同频率的天线,适用面较广,且探测分辨率高,在工程中的应用已经得到认同。探地雷达数据可采用专用软件进行处理,着重进行振幅恢复、滤波、F-K滤波、反褶积处理,获得信噪比较高的时间剖面,提高了有用信号的识别,雷达时间剖面比较真实全面地反映了地下介质的变化情况,保证了资料质量,并利用地下介质的电性差异来进行分层及查明地下异常地质体。该方法具有快捷、精确的特点,尤其是对地下采空区、人防工程洞室、地下溶洞等的探测更具有优越性。
(5)MT、AMT、HMT和CSAMT法 大地电磁法（MT）、音频大地电磁法（AMT）和高频大地电磁法（HMT）本质上都属于采集天然场信号的被动源频率域电磁方法，差别在于采集信号的频率不同，相应的探测深度和分辨率不同。高频大地电磁法（HMT）采集的信号频率较高，最高可达100KHz，研究的深度较浅，从地下的十几米至上千米。这个深度范围内恰是人类矿山开采、地下工程建设、地下水资源开发等生产活动最活跃的深度。因此，高频大地电磁法在短短的十多年来无论在理论研究，还是仪器实现方面都获得了极大的发展，已成为中深度采空区探测的主要方法［3］。该方法不需要人工场源，成本低廉，具有较大的勘探深度，不受高阻层屏蔽的影响，对低阻层有较高的分辨能力。
可控源音频大地电磁法（CSAMT）是利用两端接地的有限长导线作为发射源，使用人工源激发交变电磁场，在地表观测电磁响应并计算波阻抗以及视电阻率进行勘探的一种方法。由于可控源电磁法具有高分率的特点，能够在电性上地质异常，成为采空区探测的方法之一。该方法的最大的特点是采用人工场源，大大增加了电磁信号的强度，弥补了天然场源信号微弱，不易观测等缺点。但是该方法由于场源的存在，也有着其固有的不足，如场源附加效应，近区效应，场源阴影效应，过渡带效应及设备笨重等，在一定程度上影响了该方法的应用。
2.3 地震勘探 地震勘探是利用地层和岩石的弹性差异来探测地质构造、寻找有用矿产资源的重要地球物理勘测方法。波在传播过程中,当遇到弹性分界面将产生反射、折射和透射,接受其中不同的波,就构成了不同的地震勘探方法。在采空区探测中,地震方法也得到广泛的应用。
(1)浅层地震反射波法 地震反射波法是利用人工激发的地震波在地层的传播过程中,在波阻抗界面上产生的反射信号进行分析,用以推断界面深度、构造形态及其物性参数。在煤层采空区引起的上覆岩层破坏对地震波有很强的吸收频散衰减作用,使反射波频率降低,破碎围岩及裂隙对地震波衰减还表现为反射波波形变得不规则、紊乱甚至产生畸变,采空区下方则由于岩层相对完整而变化不明显,是在地震时间剖面上识别煤层采空区的另一个重要标志。即煤层采空及其顶板遭受破坏后,在地震时间剖面上反射波组的中断或消失,同时煤层顶部结构的不规则破坏,也将产生各种低频干扰。
(2)瑞雷波法 常规物探方法在对“房-柱”式开采造成的面较小、埋深较浅的采空区进行探测时存在漏报或误报的情况。而瑞雷波法在采空区探测中更具实用性和有效性。瑞雷波是一种沿着自由界面传播的面波,如地层与空气、水之间形成的界面。瑞雷波在层状介质中传播时,相速度随频率变化而变化,有明显的频散特性,频散特性与地层瑞雷波相速度及空间分布有惟一的对应关系;瑞雷波与横波、纵波相比能量强、波速较小,容易分辨且分辨率高,重复性好;瑞雷波相速度与层内的横波速度有着明显的相关性,当地层的泊松比较大时,瑞雷波的相速度与横波速度相差小于5%;瑞雷波的穿透深度与激发波长有关,其穿透深度为一个波长,激发的频率越低,勘探深度越大。当采空区未发生塌陷时,瑞雷波传播到这些位置时将突然消失或散射,频散曲线在采空区顶板处表现为“之”字形拐点,而且速度迅速下降,从而可以在纵向上确定未塌采空区的范围;当采空区发生塌陷后,引起煤层上部地层结构疏松,瑞雷波速度降低,在频散曲线上,受影响地段瑞雷波速度显著降低,据此可以在横向上确定出塌陷区的范围,在纵向上确定出塌陷
