煤矿采空区探测方法探究

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。

2 氡气探测法

在天然的放射性铀系当中，氡是唯一的一个气体元素，镭是其母体，而镭的母体则是铀，在某种程度上而言，母体元素含量的高低与土壤、岩石内氡含量的水平有密切的关系。氡气体无色无味，惰性，具有非常稳定的化学性质；能够与水与油等相溶，具有十分活泼的物理性质。物质当中因为多种作用的影响，极其从地下深部并通过岩石达到地表土壤内，例如接力传递作用、对流作用、团族迁移作用、扩散作用等等。可见，在煤矿采空区的上部、铀镭富集地区以及地质构造破裂带上部等位置可能出现氡富集现象，同时在这些地区的附近，

氡的含量将会降低[2]。所以，依据氡的高低异常情况，能够探查采空区、铀矿体、陷落柱、构造的破裂带以及地下水资源等等。通常情况下氡气的测量又被叫做射气测量，是通过射气仪测对土壤内放射气体的含量高低进行测定，之后再依据不同位置测定到的放射性气体浓度的分布状况，来处理所遇到的地质问题测量办法，并寻找铀矿。

瞬时测量与累积测量时氡气测量办法中的两种。所谓的瞬时氡气测量就是指在现场中测量打孔油气，该方法不存在探测器污染，也没有来自钍气的阻碍与干扰，具有较高的工作效率，并且在野外现场同样能够得到信息数据。

3 地震勘测法

很多的地质资料包含在地震波当中，煤层的厚度情况、地层的构造、分岔合并以及岩性的改变等都将导致地震波的改变，而弹性的参量、密度以及速度等的差异就是其发生的改变，而上述的差异也将使得地震波的各个方面发生改变，例如频率、振幅、传播的时间、相位等等。

在地球物理勘探方法当中，使用最广、技术最成熟的方法就是浅层地震反射波法。该种方法的原理与常规的反射波地震勘探一样，均是在地层的传播时，使用人工所激发的地震波在波阻抗分界中，出现波放射的情况，并获取发射波的数据资料，从而对构造的形态、界面的深度以及物性参数等进行推测。通常情况下，由于浅层地震反射波

法所勘测的对象都是小规模的，具有较大的岩性与形态变化，探测深度是在200?m以内，且分辨率也较高，所以这种方法也被叫做浅层高分辨率地震探勘。其高分辨可以具体到在进行野外采集信息时，具有较小药量、较小道距且较小排列；而在进行室内信息收集时，具有较高的保真性[3]。其中，煤矿采空区的赋存规模是利用煤层的厚改变的模型解释来加以处理的。在工程领域中，浅层地震勘探的使用十分广泛，其中有对工程地质与水文地质的环境勘察、桥梁、水电站与坝基工程的基础分析，还包含对棱废料存储地址的选取。该种方法是地球物理勘察的一种最新方法，勘察的效果明显，使用越来越广泛。

4 综合探测法

通常情况下，任意一个探测方法单独使用都很难获得预期探测目标，这主要是由于探测方法具有多解性，且煤矿的群采空区具有特殊性。所以，在达成采空区探地雷达的探测前提条件下，提出一种综合探测采空区的方法，是将瑞雷波与探地雷达相结合的办法。这种探测办法是在两个不同原理的实验仪器下，且从各个角度对测量结果进行互相的验证，扬长避短，对之前所获得的结果进行调整，从而避免或者是降低误差。

在之前研究前提条件下，并与实际的地下群采空区的特点相结合，指出一种综合性的研究办法，即将瑞雷波探测技术与探地雷达探测技术两者相组合而成的办法。因为物探的方法具有多解性的特点，所以使用综合探测技术能够有效的降低误判的发生率，并且能够使探

测的精度与准确度得到有效的提升，综合探测方法比一般的单一探测方法所探测出的结果要准确。采取综合物探方法能够将采空区的分布、贯通关系、层位以及范畴等都探查清楚。将该方法运用在对厂坝铅锌矿群采空区的探测当中，能够获得较好的效果。探测的准确结果能够有效的将所存在的安全隐患消除，从而为矿区人们的生命财产安全以及生产的效益提供有力的保障。

5 结语

综所上述，对各种采空区探测方法进行说明，发现不同的探测方法具有不同的特点。在一定情况下可以将几种探测方法相结合使用，以实现扬长避短、互相弥补的作用，从而为煤矿工程建设提供更为准确的地质数据。在进行实际的采空区探测时，应该结合该地的情况，选取适合的探测方法，从而获得较好的效果。

参考文献

[1] 李文.煤矿采空区地面探测技术与方法优化[J].煤炭科学技术,2011(1).

[2] 王硕.应用于采空区探测的地球物理方法概述[J].科技信息,2009(24).

[3] 李娟娟,潘冬明,胡明顺,等.煤矿采空区探测的几种工程物探方法的应用[J].工程地球物理学报,2009(6).