煤矿采空区地面探测技术与方法优化.pdf

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1、煤矿采空区地面探测技术与方法优化王荣涛(毕节中城能源公司，贵州毕节552100)摘要：煤矿采空区的存在，不仅造成了地质变化，耕地破坏、地面塌陷及生态环境恶化等现象，而且还影响了当地经济的持续增长与社会的稳定性。所以查明采空区位置、规模及充填状态，对进一步提高煤矿生产的安全性、保护当地生态环境和维持社会稳定有很重大的意义。关键词：煤矿采空区；探测技术；方法优化中图分类号：F403．7；TD173文献标志码：B文章编号：1008—0155(2014)09—0104—0l1煤矿采空区探测的基础理前提和应用条件。现阶段，我国在煤矿采空区探测方面常用技术主2煤矿采空区地

2、面探测技术的应用与优化要有钻探法、地球物理探测法两种。其中钻探法属于2．1探测技术较为直观的一种探测方法，精确度良好，但是钻孔钻探在肥田煤矿矿区中，由于整合开采的次数增多，持局限于一孔之间，钻孔控制的范围也较小，且施工进度续时间增长，导致煤矿采空区的信息不详，大大增加了慢。所以单靠钻探法是行不通的。因此我国在煤矿采煤矿开采的危险性。使用钻孔钻探法进行探测时发现空区探测方面多采用地球物理法大面积进行探测，然存在较多的采空区。后再物探解释的基础上进行钻探验证和确认。(1)瞬变电磁法煤层开采之后，就会变为采空区，打破了煤系地层瞬变电磁法也被称为TEM，是利用电磁感应

3、对煤原本存在的应力平衡。致使上覆岩层发生变形，直至矿采空区进行探测，是在电磁感应原理的基础上发展破裂坍塌，形成采空塌陷区。煤层采空上部岩石出现而来的，可以通过磁偶极子或者是回线向地层中发射坍塌形成冒落带，冒落带上方岩体因弯曲变形过大产一次脉冲电磁场，发射间歇期以接收线圈观测二次涡生了较大的拉应力和剪应力，使岩体出现裂隙致岩体流场。根据观测的二次场的空间和时间分布，判别采整体陛受到破坏形成裂隙带，裂隙带以上岩体在自身空区位置和规模。重力作用下产生弯曲变形而不再破裂形成弯曲带。瞬变电磁法具有以下优势：第一：探测过程中所观随着科学技术的不断发展，我国煤矿采空区地面测

4、的电磁波属于纯二次场，并不受前面操作的影响；第探测技术也得到了发展与创新，例如：瞬变电磁法、浅二：采用同点组合观测，能够达到探测目标的耦合，分层地震法、高密度电阻率法等物探方法在煤矿采空区辨能力强且操作简单；第三：对高阻层来说具有良好的方面都得到了大范围的推广和应用。穿透力，对低阻层来说具有良好的分辨率；第四：在使1．1瞬变电磁法、高密度电阻率法应用基础用过程中，受到地形的影响较小，工作效率高。采空区的存在改变了地层的物性结构，使其产生(2)浅层地震法电性差异，并且会受地下水或是地下水活动的影响，使浅层地震法是利用被煤矿采空区采煤层反射回的得采空区及其覆岩的地

5、球物理特征发生了显著变化。反射波的变化来确定煤矿采空区的边缘位置。在煤矿这种变化或采空区覆岩与其上、下部地层地球物理特采空区中，由于受到波阻抗的影响，而采空区又极易发征上的差异是利用物探技术探测覆岩破坏的前提。这生塌陷，因此采空区上方的地层塌陷后，就自然而然的也是瞬变电磁法、高密度电阻率法的应用基础。对采空区进行填充，造成上部地层的松散。在利用地1．2浅层地震法的应用基础震反射波进行煤矿采空区的探测过程中，会出现以下煤矿采空区的地层较为疏松，且介质密度下降，地几种现象：反射波能量变化明显，甚至消失；在煤矿采震波的传播速度也随之下降，换句话说煤矿采空区不空区中，

6、反射波所具备的能量较弱，且连续性减弱，因管是用任何的介质进行填充，采空区的边缘位置都会此影响具有良好连续性、能量反射波的出现；反射波所出现波阻抗反射界面，且采空区中填充物质的介质与具备的频率下降。周围岩石的介质在波速上存在较大差异，加上冒落带、浅层地震法具有以下几点优势：第一：浅层地震法裂隙带、弯曲带使地震波速明显减小，振幅明显降低。的操作灵活，且采样间隔小，观测系统灵活，工作效率因此煤层波阻抗界面的存在及“三带”特有的波场特高；第二：能够有效反映煤矿采空区的地质状况，实现征，为应用地震法探测采空区提供了强有力的地球物连续性勘探的目的。(3)高密度电阻率法收稿

7、日期：2014—05—29高密度电阻率法属于常规电阻率法的发展与创作者简介：王荣涛，男，1990年毕业于西安矿业学院煤炭地新，是在岩石电性存在差异的基础上发展而来的，因质勘查专业，工程师，现在贵州水城矿业股份公司工作。此，工作人员可以根据岩石电性的变化，(下转第106页)104