采空区探测的基本方法和初步工作方案

煤矿采空区探测方法探究摘要：煤矿是一种十分重要的资源，而煤矿在长时间的开采之后就会出现采空现象，这个人们的生命财产安全带来一定的影响，并造成煤矿企业经济效益的损失。

针对煤矿采空区的测探，本文将对简要说明目前煤矿采空区中比较常用的几种探测方法，并介绍其主要原理以及技术特征，主要方法包含高密度电阻率法、氡气探测法、地震勘测法以及综合探测法等。

关键词：煤矿采空区探测方法我国是煤炭大国，开采出很多的煤炭资源，而在煤矿山开采的过程中，同时也出现了很多的采空区，由于未对采空区进行及时的处理，而出现采空区地面的塌陷，或者是出现地面开裂的现象，存在很多的安全隐患，为人们的生命安全、煤矿山的安全生产以及企业的经济效益带来一定的威胁。

要对这些采空区进行有效的整治，就必须对其位置、稳定性以及边界等进行调查研究。

目前对于煤矿区采空区的探测方法比较常见的有高密度电阻率法、氡气探测法、地震勘测法以及综合探测法等，笔者以下将对这些方法进行说明。

1 高密度电阻率法所谓的高密度电阻率法指的就是在测线上排列大量的电极，并控制其电极的自动转化器，从而达到电阻率内各个不同极距与不同装置的自动合成，以便在一次的布极中就能实现处于多个极距与多个装置的条件下对多种电阻率进行参数测定的办法[1]。

可以通过相关的程序处理以及自动反演成像等对所的参数进行处理，就能够准确、高效的得出所探测区域电断面的地质解释图片，进而使电阻率法的工作效率以及效果得到有效的提升。

在一定条件下，该种方法能够有效的对煤矿老硐、工程物探以及古墓墓穴等进行探测。

高密度电阻率法所采取的仪器设备是高密度电法测量系统。

高密度电阻率法和常规电阻率法相对比，具有三点优势：第一，一次性就达成电极的布置，这不但能够有效的避免由于电极设置所造成的干扰与故障，还能提升设备的工作效率；第二，测量时排列的方法有很多种，能够获取大量关于地电断面的数据资料；第三，该种方法为半自动化或者是自动化的野外数据采集，使得数据的采集速度得到明显的提升，同时也预防由于手工而造成的误差。

1 研究背景1.1研究提出的背景1.2研究的目的及意义煤矿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。

由于老窑采空区形态的不确定性，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。

1.3国内外研究现状1.3.1国外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。

1.3.2国内研究现状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，包括小巷道突水治理，老窑采空区富水情况探测等，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。

五龙沟金矿采空区探测及处理方案祁焕斌;张海栋;申宁;杨彦军【摘要】五龙沟金矿3 555 m以上中段已回采完毕,采用空场法形成了较大的采空区,部分离地表靠近的空区与地表塌陷,给安全生产、地压管理带来负面影响.结合五龙沟金矿现有的设备、以及技术力量对采空区进行处理.通过利用设备三维激光扫描仪对采空区基本情况扫描,最终快速地形成高精度的采空区模型.利用采空区三维模型并采用崩落法和封闭法处理采空区,有效地提高了矿山地质环境的综合治理,并遏止了采空区对后续安全回采矿体的影响.【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》【年(卷),期】2017(069)004【总页数】6页(P20-25)【关键词】采空区处理;三维激光扫描仪;崩落法处理空区;封闭法;自然崩落【作者】祁焕斌;张海栋;申宁;杨彦军【作者单位】青海省第六地质矿产勘查院,青海格尔木816000;青海省金矿资源开发工程研究中心,青海格尔木816000;青海省第六地质矿产勘查院,青海格尔木816000;青海省金矿资源开发工程研究中心,青海格尔木816000;青海省第六地质矿产勘查院,青海格尔木816000;青海省金矿资源开发工程研究中心,青海格尔木816000;青海省第六地质矿产勘查院,青海格尔木816000;青海省金矿资源开发工程研究中心,青海格尔木816000【正文语种】中文【中图分类】TD853.36;TD76青海省都兰金辉矿业有限公司(下称“五龙沟金矿”)位于青海省海西蒙古族藏族自治州，采矿区位于东昆仑中段北坡，海拔3 100～4 100 m，最高4 706 m，属深度切割高山区。

目前，地下采空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题。

在我国矿业开采秩序较为混乱，乱采滥挖在一些矿山及其周边留下了大量的采空区，这是影响目前矿山安全生产的主要危害源之一。

采空区的形成使其周边一定范围的岩体应力重新分布，导致岩石变形、破坏和移动。

如果垮落岩石不能使空区消除，在新的空区边界发生新的破坏和移动。

小煤窑采空区、滑坡、岩溶、煤层瓦斯在工程地质勘察中的基本做法一、 小煤窑采空区的工程地质勘测（一） 访问1、 开采矿层的位置、分布、延伸2、 开采和运输的方法3、 开采矿层的厚度、开采深度、延伸长度、延伸方向、水平、倾斜等4、 开采和停采年限5、 开采坑道的形状、断面尺寸、衬砌情况、塌落支撑及回填情况。

6、 开采地下水和水量，排泄情况7、 开采照明，通风情况8、 有无瓦斯溢出，有害气体，爆炸情况（二） 以小煤窑的开采特征指导测绘1、多为常在沟谷以上部位，贴近岩层的水平巷道开采2、一般为手工开采，沿煤层方向掘进，采空范围窄小，开采深度浅，多在50m 深度以内，平面延伸100~200m 。

以巷道采掘为主，向两边开挖支巷道，一般分布无规律或呈网格状，巷道的高、宽一般为2~3m ，大多不支撑或用临时支撑，任其自由垮落。

3、掌握小煤窑垮塌的地表变形特征1）由于开采深度浅，顶板又系任其垮落，故地表变形剧烈，大多产生较大的裂缝和陷坑。

2）地表裂缝常与开采工作面的前进方向平行。

3）洞口有弃碴堆积层。

（三） 测绘1、坑洞的分布位置，断面大小延展方向及其相应的地表位置2、因采空影响而产生的陷坑，裂缝的位置、形状，大小深度，延伸方向及其与采空区和地质构造的关系3、有害气体及地下水的排泄情况4、环境工程对采空区的影响。

（四） 勘探根据访问、测绘、布置物探及钻探工作1、以小煤窑坑洞轴线为依据、布置电测深或震法，确定坑洞的确切位置及形态。

2、在可疑范围内布置印证钻孔。

（五） 小煤窑采空区的稳定性评价即坑洞埋多深可不处理1、坑洞的临界深度---作用在采空段顶板上的压力等于0时的深度。

H 0=)245(tan 2)245(tan tan 42022ϕϕϕ--++︒︒r BrP r B BrB ----巷道宽度r ----上覆岩层的重度P----建筑物基底的单位压力Φ ----巷道围岩的内摩擦角2、地基稳定性判别（顶板稳定性计算）当坑洞埋深H<H时，地基不稳定当坑洞埋深H0<H<1.5H时，地基稳定性差当坑洞埋深H>1.5H时，地基稳定3、顶板厚度的经验数据1）巷道埋深20m（其中岩层厚5~10m）以内时，一般易产生突然塌陷。

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。

采空区检查孔施工方案1. 引言采空区是指矿山中经过开采或者自然塌陷形成的地下空洞区域。

为了确保矿山的安全以及对采空区进行合理利用，需要进行采空区检查孔的施工。

本文将介绍采空区检查孔施工方案的具体步骤和注意事项。

2. 施工步骤2.1 确定采空区检查孔位置首先需要根据矿区的地质情况和采空区的位置，确定采空区检查孔的位置。

一般来说，采空区检查孔应该布置在采空区的边缘或者容易形成大面积露天坍塌的地方。

2.2 安全措施在施工过程中，应该采取一系列的安全措施来确保施工人员的安全。

这包括穿戴适当的安全装备、设立警示标志、贴好安全宣传横幅等。

2.3 准备施工材料和工具采空区检查孔施工需要准备一些常用的工具和材料，例如钢钎、测量工具、扳手等。

2.4 钻孔根据实际需要，选择适当的孔径和孔深进行钻孔。

在钻孔过程中要注意控制钻孔的方向和位置，确保钻孔的效果符合要求。

2.5 安装孔眼护套钻孔完成后，需要安装孔眼护套。

孔眼护套可以防止钻孔周围的岩石倒塌，并且能够方便地进行孔眼的观测。

2.6 检查孔眼安装孔眼护套后，可以通过检查孔眼来了解采空区的情况。

可以使用相机或者灵活的观察工具进行观察，并记录下相应的数据和结论。

2.7 填洞处理在检查孔施工完成之后，需要进行填洞处理，将采空区检查孔进行封闭，以防止采空区进一步扩展和造成危险。

3. 注意事项3.1 安全第一在进行采空区检查孔施工时，安全必须放在第一位。

施工人员要穿戴适当的安全装备，严格按照规定操作，遵守各项安全规定。

3.2 定期检查采空区检查孔施工完成后，应定期进行检查，以掌握采空区的变化情况。

及时发现问题并采取相应的补救措施，避免采空区的进一步扩展。

3.3 合理利用采空区采空区一旦形成，就可以通过进行合理利用来增加资源的综合利用效益。

可以根据采空区的特点，选择适当的利用方式，例如建设水库、养殖场等。

4. 总结通过本文的介绍，我们了解到了采空区检查孔施工方案的具体步骤和注意事项。

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）目任务 (5)二、勘查工作设计根据 (5)三、整体工作思路 (5)四、工作办法 (6)（一）瞬变电磁 (6)（二）地震勘探 (8)（三）高密度电法 (13)（四）钻探 (15)五、勘查工作设计 (15)（一）工作量设计 (15)（二）勘查工作进度筹划 (15)六、近三年勘查工程一览表 (18)七、单位资质证书 (18)八、公司法人营业执照 (19)一、工程概况棚改旧改工程共有3个地块。

项目场区为村民安顿工程拟建场区，此类建设项目普通为20层如下住宅楼。

（一）自然地理项目场区地处山前冲积平原，地形较平坦。

区域内水系重要为巴漏河，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，日照充分，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构成，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充水、含水层。

下段：由杂色粘土岩，铁质岩，及浅灰色砂岩构成。

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

煤矿老窑采空区积水探测技术摘要：本文针对煤矿老窑采空区的积水进行研究，分析了老窑采空区的型态，老窑采空区积水如何探测的技术，及探测数据如何的分析，防治水工作如何开展进行了论述。

关键词：老窑；积水；探测老空水害对矿井安全生产的威胁，近年来，老空水害事故频发。

据统计：多年全国共发生重特大水害事故中：老空水害事故就占到水害事故的88%。

在全国因老空积水造成的水害事故也时有发生，老空水害对矿井的安全生产造成了很大威胁，因此，老空水害已经成为当前矿井灾害防治的一项十分艰巨的任务。

探查老空积水的几种有效的技术手段目前国、内外的技术能勘查到的程度工作面采煤遗留的采空区，能够可靠探测；开采强度较大的房柱式采煤范围，能够可靠圈定；浅埋、充水的小窑巷道，能够准确探测；不充水、年代久远以至于塌陷的巷道，难以探测；采空区的静态水量，暂时无法准确测算；物探手段的还存在多解性、普适性等问题。

采空区的形态目前探测老空水采用的先进技术周边煤矿采掘活动监测技术（监测技术简介——定位基本原理）利用多个台站的地震波的监测，组成方程组，求解震源的空间坐标和时间.瞬变电磁超前探测技术探测目的采用矿井瞬变电磁法超前探技术，查明巷道前方存在的地质构造，尤其是针对独头掘进巷道，查明巷道前方25米-110米内的构造情况与含水状况。

瞬变电磁法超前探测原理瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM），利用不接地回线向岩层中发射一次脉冲电磁场，在脉冲电磁场间歇期间，利用线框观测二次涡流场。

测量这种由地下介质产生的二次感应电磁场随时间变化的衰减特征，从测量得到的异常分析出地下不均匀体的导电性能和位置，从而达到解决地质问题的目的。

1、在电流断开之前（t<0）发射电流，在岩层中建立起一个稳定的磁场。

2、在t=0时刻，将电流突然断开，一次磁场的剧烈变化通过地下导电介质传至回岩层中，并在岩层中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场。

采空区地球物理勘探技术方法发表时间：2020-09-17T08:07:12.991Z 来源：《防护工程》2020年15期作者：郭朋[导读] 本文将对地球物理勘探技术对采空区的探测工作展开分析，推进采矿行业的稳定健康发展。

山东省物化探勘查院山东省 250013摘要：随着科技水平的不断提升，工业生产技术也得到了大力的发展，我国在煤炭勘探技术方面也取得了很大的突破。

采矿企业在对资源进行开发利用的同时，忽视了对于环境的保护使得矿区进行出现了一系列问题，其中最大的问题则是采空区的回填和处理。

如果采空区没有得到有效的处理，则会给矿区带来很大的不利影响，甚至还会造成财产损失和安全事故。

本文将对地球物理勘探技术对采空区的探测工作展开分析，推进采矿行业的稳定健康发展。

关键词：采空区；地球物理；探测在工业快速发展的时代下，社会对各种资源的需求量也在不断增大，煤矿作为主要的能源需求量在不断增加。

但是高强度的开采，也带来了一些不良影响，特别是一些私人煤矿的开采，开采过程不规范，并且后期处理工作不当，给周边居民带来诸多安全隐患。

由此可见，对于采空区的探测是一项十分必要的工作，为采矿企业的安全生产提供保障。

1.采空区的形成采空区的形成主要是由于地下矿层被开采后，会出现一个比较空旷的区域，这个区域则被称为采空区。

采空区的出现使得原来地层的受力情况出现了变化，打破了一直稳定的地质平衡，上层岩层没有了下层岩层的支撑，很容易发生塌落现象。

采空区在发生塌陷之后，可以将其用油气层的沉降标准分为三个带，首先是垮落带，煤层采空区上部出现塌落现象的岩层；断裂带，冒落带上方的岩体由于弯曲变形过大，因此在采空区上方产生了很大的拉应力，两侧的岩层也就受到了较大剪应力的作用，在力的作用之下产生了大量的裂缝，岩石没有了整体性；弯曲带，由于裂隙的产生，会使得岩层的受力出现不均衡，在自重应力之下在加上裂隙的不规则很容易产生弯曲变形。

采空区的塌陷会给周围的地质环境带来很大的不利影响，破坏了采矿区的地质稳定性。

煤矿采空区地面综合物探方法发表时间：2018-12-28T10:09:04.057Z 来源：《防护工程》2018年第28期作者：钱志强[导读] 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。

北京勘察技术工程有限公司北京 100193 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。

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。

采空区地球物理勘探技术方法摘要：煤矿采空区对铁路工程设施安全有不良的地质影响，如地面沉降、地层的水平移动及变形、地面开裂、构筑物下沉等。

其中，小煤矿的不合理开采和越界开采，对已建和拟建工程设施存在极大的安全隐患。

为了减少采空区的危害，并且采取相应的治理措施，首先需要采用适宜的物探方法来准确判定采空区的位置及规模。

关键词：物探技术;采空区;勘查;应用;分析引言：对于采空区勘查作业而言，各种物探技术的应用优势及适用性有所不同。

特别是对于地质条件相对复杂的采空区勘查作业而言，应当在条件允许的情况下尽量选取综合化的物探方式，确保采空区勘查作业的有效性与精确性。

1 采空区形成机理地下矿层采空后形成的空间称为采空区。

当采空区出现后，打破了原有的应力平衡，上覆岩层失去支撑，产生移动变形，直到破坏塌落。

采空区塌陷后，形成采空塌陷区。

以煤层采空塌陷区为例，可将它分为3个带:①垮落带:煤层采空上部岩层出现坍落;②断裂带:冒落带上方岩体因弯曲变形过大，在采空区上方产生较大的拉应力，两侧受到较大的剪应力，因而岩体出现大量裂隙，岩石的整体性受到破坏;③弯曲带:裂隙带以上直到地面，在自重应力作用下产生弯曲变形而未破裂。

2 地球物理勘探技术地球物理勘探技术作为原位测试方法，具有简单、快速、易大面积施测等特点，是岩土工程勘察中的一种重要手段。

物探方法种类繁多，包括电法、磁法、地震法、放射法等等，因此如何从中选取信息量最大的、最可靠的方法和确定其应用顺序，如何分配各种方法的经费以获取最大的效果就成为首要的问题。

由于各种方法都有其特点、一定的适用条件和应用范围，而对于采空区的探测，电磁法是较好的方法，电磁法又分多种，针对翁福磷矿穿岩矿段地下采空区的特点，根据该区地质地球物理条件，本次物探工作选用的物探方法有低频地质雷达勘探和瞬变电磁法（TIMEELECTRIMAGNETICMETHOD，简称TEM）勘探。

3 适宜物探方法的选取3.1前期工作(1)收集了解当地矿层的分布、层数、厚度、深度、埋藏特征，以及上覆岩体的岩性、构造等地质信息。

地质勘察278 2015年62期采空区地理勘探技术方法张青松黑龙江省第一地质勘察院，黑龙江牡丹江 157009摘要：矿产资源的开采遗留大量的采空区，人们和设备都可能掉入采空区，严重影响到了人们的生活，其采矿区隐患的存在严重制约矿山安全生产的进行，因此，采空区的地理勘探成为一项非常重要的技术，采空区的地质勘探手段主要有工程、地质测绘、工程钻探和工程物探三种。

本文结合采空区现状特点分析，提出采空区地理勘探技术方法，为采空区的实践应用提供帮助。

关键词：采空区；地球物理勘探；勘探技术中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）62-0278-021 导言随着我国社会经济发展，电子信息技术的广泛应用，采空区的物理勘探技术已经广泛应用于公路、煤炭、冶金等领域。

但是，由于地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等特点，因此，随着矿山向深部开采，地压增大，地下空区在强大的地压下，很容易发生坍塌事故。

对采空区的方法处理分析十分必要。

而采空区的地质勘探手段主要有工程地质测绘、工程钻探和工程物探三种。

现阶段，地球物理勘探工作基本上都是在工程地质测绘的基础上实施的，采空区对地质勘探技术的要求，尽量减少工程钻探工作。

本文对采空区和物理勘探的原理、方法及采空区的处理方法作了介绍，为实际应用于工程的实践方面提供了指导方法。

2 采空区概述2.1 概念与特点所谓的采空区主要指的是当地下的固体矿床被开采之后，其空间以及围岩会发生一定程度上的失稳，进而导致位移、开裂以及破碎跨落等一系列不良现象的发生，这些因素综合起来最终导致上覆岩层整体出现地表变形记破坏现象，其区域即为采空区。

采空区的存在对矿山等安全生产有严重的制约作用，对人们的生活生产构成严重的威胁。

采空区的特点是其塌陷程度难以预测，采空区的空间分布特征规律性较差、隐伏性强。

由于采空区的这些特点，对于采空区的量化评判采空区的塌陷程度、空间分布特征规律及分布区域，是所有的工程技术人员一直都关注的问题。

采空区瓦斯测定方案引言采空区瓦斯是指由于矿井开采不当或者采煤完毕后未及时抽采，导致煤层中残存的瓦斯聚集形成的气体。

采空区瓦斯不仅对矿工的人身平安构成威胁，还可能导致矿井的爆炸和火灾等严重事故。

因此，进行采空区瓦斯的测定至关重要，本文将介绍一种常用的采空区瓦斯测定方案。

1. 测定目的采空区瓦斯测定的目的是为了精确了解采空区瓦斯的分布情况和浓度水平，从而采取相应的措施进行瓦斯抽采或防爆处理，确保矿井的平安运营。

2. 测定方法为了对采空区瓦斯进行测定，一般采用传感器检测、数据采集和分析处理等步骤。

以下是一种常用的采空区瓦斯测定方案：2.1 传感器选择在选择传感器时，需要考虑传感器的响应速度、测量范围、灵敏度和稳定性等因素。

常用的采空区瓦斯测定传感器有光学型传感器、电化学型传感器和热导型传感器等。

2.2 数据采集为了获得准确的采空区瓦斯测定数据，需要采用数据采集设备。

该设备需要能够与传感器相连，并实时采集和记录测定数据。

采集的数据可以通过电缆连接或者无线传输的方式进行传输。

2.3 数据分析处理采集到的数据需要进行相应的分析处理才能得出有用的结论。

数据分析可以采用传统的手动分析方法，也可以使用计算机辅助的自动化分析方法。

常见的数据分析处理方法包括统计分析、趋势分析和空间分析等。

3. 测定步骤以下是一般的采空区瓦斯测定步骤：1.安装传感器：根据采定传感器的特点和要求，将传感器安装到采空区瓦斯浓度可能较高的位置。

2.连接数据采集设备：将传感器与数据采集设备连接，确保传感器的测定数据能够被实时采集和记录。

3.启动测定设备：启动数据采集设备，并确保传感器能够正常工作。

4.数据采集和记录：通过数据采集设备对传感器采集到的数据进行实时记录，并确保数据的准确性和完整性。

5.数据分析和处理：对采集到的数据进行分析和处理，得出有用的结论和结论。

6.制定相应措施：根据测定结果，制定相应的采空区瓦斯管理和处理措施，保证矿井的平安运营。

路基岩溶、采空区施工质量检测方案目录1.工程概况 (1)2.检测依据的规范、标准、技术文件 (1)3.检测目的 (1)4.检测项目 (1)5.检测方法 (2)5.1 地质雷达 (2)5.1.1 检测目标 (2)5.1.2 基本原理 (2)5.1.3测线布置 (3)5.1.4 资料处理 (4)5.1.5 评判标准 (5)5,.1.6 提交成果 (6)5.2钻探 (6)5.2.1 检测目标 (6)5.2.2钻探施工组织 (6)5.2.3 室内试验及资料整理 (8)5.3横波波波速测试 (8)5.3.1 检测目标 (8)5.3.2工作原理 (8)5.3.3方法技术 (8)6.采空区处治质量验收标准 (10)7.人员安排及仪器设备 (11)8.工作计划 (11)9.安全保障措施 (12)9.1制度保证 (12)9.2 技术保证 (12)10.检测成果及资料提交 (13)1.工程概况全线设计有路基土石挖方1757.4万m3，填方1718.1万m3；桥梁52座，总长17941m；其中特大桥2座（燕子洞特大桥右幅全长986m，左幅全长1173m；坟坪特大桥全长1206m）。

隧道7座，单洞总长22471m，其中特长隧道1座（关虎冲特长隧道双洞长4944m）。

主线中的隧道、桥梁长度约占总里程的32%左右。

通道132座，涵洞及渡槽114道。

沿线地质条件复杂，施工环境艰难。

主线两侧遍布煤层采空区，多达30余处；岩溶地区分布广泛，岩溶发育强烈地段达7处。

采空区或岩溶区路基必须进行注浆或回填片石处理，为确保处理效果，消除安全隐患，必须对已做处治段路基进行加固效果检测。

2.检测依据的规范、标准、技术文件(1) 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；(2) 《采空区公路设计与施工技术细则》（JTG/T D31-03-2011）(3) 《公路工程地质勘察规范》(JTG C20)(4) 《公路工程物探规程》（JTG/T C22）(5) 《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）。

采空区地球物理勘探技术方法陈金强摘要：在我国经济快速发展期间，煤炭资源大规模开采．很多地区的无序开采造成煤矿采空区分布情况不明，产生了不良的社会与环境效应，严重影响矿区周边人民的生活．同时，也可能会对人们生命财产安全造成了直接的影响，给国家带来巨大的财政损失．由于采空区形成年代、埋藏深度、空间结构、围岩条件、冒落、充填和积水等情况不同，采空区的物性反映虽然呈现出很大的差别性，但是仍可利用各种地球物理方法进行探测．关键词：采空区；地球物理；勘探技术方法前言采空区给人类生产生活带来严重危害，采空区的探测已成为重要研究课题。

大部分小煤矿没有保留下准确的地质资料，兼并重组整合煤矿普遍存在地质勘查工作程度低、地质情况不明，煤矿建设和生产存在安全隐患，将是制约安全生产的一大因素。

因此进行采空区探测工作十分必要，目前探测采空区的物探方法较多，如反射波法、高密度电法、瞬变电磁法、探地雷达、微动勘察法等。

1、地震方法探测采空区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．地震波在传播过程中，当遇到弹性分界面时将产生反射、折射和绕射等现象，接收地震波的性质及收发方式的不同形成了不同的地震勘探方法．地震方法在采空区探测中已经得到广泛的应用．反射波法是人工激发的地震波在地层中传播时，在波阻抗界面上产生反射信号，通过对该信号进行分析，来推断界面深度、构造形态及其物性参数的一种地震勘探方法．当煤层未开采时，由于煤层呈现低密度、低速度的特性，与顶底板围岩的波阻抗差异较大，能形成能量较强的反射波．在地震剖面上，采空区的地震属性表现为反射波能量衰减快、反射波同相轴有缺失绕射现象；而采空塌落区的属性表现为地震反射波同相轴不连续、错位，反射波能量弱或杂乱无章的特点．这为采空区在时间剖面上的特征识别提供了的判别依据。

当采空区的宽度小于地震勘探的横向分辨率时，反射地震的探测有效性降低，需借助绕射波和瑞雷面波法解决．一般来说，地震勘探方法在圈定采空区位置上相对准确．对于各种地震方法在采空区中的应用有其各自的特点及优势，然而针对地震属性体的提取和应用很大程度上依赖于原始地震资料的品质，提取方法的选择要全面地分析探测目标体，紧密结合实际地质情况和施工成本，以确保得到正确的解释成果．同时，由于地震反演问题的多解性，应适当采用综合地震勘探方法探测对问题进行有效地约束，可极大地提高成果的可靠性．2、高密度电法在煤矿采空区的应用我国是从20世纪末开始研究高密度电法及其应用技术，在理论方法和实际应用等方面进行了探讨并不断完善．随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度．中国地质大学、吉林大学、重庆地质仪器厂等研制成了几种类型的仪器．随着煤田地质灾害的增加，对采空区、陷落住等的探测需求日益加大．高密度电阻率法探测精度高，对其研究和应用迅速展开，其对煤矿采空区探测的可行性得到验证．雷旭友等（2009）采用高密度电阻率方法分别对机场岩溶和土洞、煤矿运煤巷道、隐伏小煤矿采空区和复杂地质灾害隧道进行了试验勘探，探测结果经钻探验证，准确率在60%以上．杨镜明（2012）应用高密度电阻率法探测陡倾煤层采空区，推断出了采空塌陷和地裂缝的位置．孙林（2012）在内蒙古某地区，针对测区不同的地电条件，综合应用高密度电阻率法和浅层地震进行煤田采空区探测，取得了良好的效果．杨镜明等（2014）结合应用实例探讨了利用高密度电阻率法评价煤矿采空区注浆治理效果的可行性．高密度电阻率法在煤田地质灾害预测与治理中将发挥更重要的作用．3、瞬变电磁法在煤矿采空区中的应用瞬变电磁法是通过不接地回线或接地长导线向地下供以脉冲电流，当回线中的稳定电流突然切断后，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围电介质中产生涡旋交变电磁场．地质体导电性愈好，涡流的热耗损愈小，瞬变过程愈长．通过接收线圈测量二次场空间分布形态，测量这种由地下介质产生的二次感应电磁场随时间变化的衰减特性，从而达到解决地质问题的目的．一次发射可以同时完成不同深度的信息探测，所以此方法的探测效率较高．瞬变电磁法根据采空区的电磁特性，即充水时相对围岩具有低阻特性，反之为高阻特性．地面瞬变电磁法具有易穿透高阻层、对低阻含水采空区反应灵敏，施工方便、效率高等优势，且勘探深度适于煤矿采空区探测，因而迅速成为各大矿区探测采空积水区的首选方法．随着瞬变电磁法在煤田采空区探测中应用的不断深入，很多学者将其应用范围从地面的半空间延伸到矿井中的全空间．赵文曙等（2012）利用矿井瞬变电磁法超前探测技术，在巷道掘进头进行数据采集，通过数据处理、反演计算形成巷道掘进头顶板视电阻率剖面图，解释了巷道掘进头上层煤采空区的范围和位置特征．矿井瞬变电磁法拓展了传统矿井物探方法的探测范围，实现了矿井全方位的超前探测，实现了多角度立体探测．4、探地雷达在煤矿采空区的应用探地雷达（也称地质雷达）利用高频电磁波以及宽频带短脉冲，根据接收到波的双程走时、幅度与波形资料，推断介质的结构．该方法数据处理过程与地震类似，通过进行振幅恢复、滤波、F-K滤波、反褶积处理等手段来获得信噪剖面．国内对地质雷达技术的研究始于20世纪70年代初期，地矿部物探所、煤炭部煤科院均进行了地质雷达设备的研制和野外试验工作．90年代以来，由于大量国外仪器的引进，地质雷达得到了广泛的应用．噪声压制是探地雷达数据采集技术的研究的重点．程久龙等（2010）给出了采空区的雷达反射波响应特征，分析了干扰的类型，提出了压制强电磁干扰的工作方法、数据处理和解释方法．石刚等（2012）采用瑞典RAMAC/GPR探地雷达仪配备的超强地面耦合天线（RTA50MHz）探测采空区，选用合适的雷达参数和探测模式进行数据采集，实现了探测目标体的准确定位，取得较好的探测效果．5、微动勘察法在煤矿采空区的应用微动勘察法（MSM）是一种物探新技术，近几年也应用到煤矿采空区的勘查中，尤其是对陷落柱的探测．微动探测是以平稳随机过程理论为依据，从台阵微动记录的垂向微动信号中提取瑞雷面波的频散曲线，通过对频散曲线的反演，获得地下介质的横波S速度，利用其低速异常解释采空区，依据勘探目的不同，分为单点微动探测（测深）和微动剖面探测两种．现阶段常规的探测采区陷落柱的主要地面物探手段为三维地震勘探和瞬变电磁探测方法．由于受地表地形等因素的干扰，据统计三维地震勘探确定的陷落柱巷道验证率不足50%．不含水陷落柱与围岩的电性差异较小，地面瞬变电磁探测也较难发现．与常规方法相比，微动勘察法在探测煤矿陷落柱施工时，由于其便捷的野外观测方法、无需人工源以及不受电磁干扰影响等特点，对地形及环境噪声无特殊要求，适用于各种地形及环境，对探测村庄覆盖区之下的煤层构造、圈定陷落柱等速度异常区域，具有一定的技术优势．结语近年来，地震法、瞬变电磁法、高密度电法、微动法、放射性法、探地雷达法等地球物理方法都在煤矿采空区探测中得到应用．但是，每一种方法都有本身的局限性．实际工作中，应根据煤矿采空区具体的地质特征，综合考虑不同地球物理方法的特点，选择合理的方法进行探测，或者采用综合地球物理方法进行探测和解释，以取得理想的探测效果．参考文献：［1］吴成平，胡祥云．采空区的物探勘查方法［J］．地质找矿论丛，2007（1）．［2］薛国强，李貅，郭文波，等．大回线源瞬变电磁场响应特性［J］．石油地球物理勘探，2007，42（5）．。