微动观测方法在煤矿陷落柱探测中的应用

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煤矿采区采动过程中陷落柱构造的探测监控分析

FORUM 论坛工艺90 /矿业装备 MINING EQUIPMENT煤矿采区采动过程中陷落柱构造的探测监控分析□ 李娟大同煤矿集团永定庄煤业公司陷落柱指溶岩在地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作用下，上覆岩层崩陷所形成的锥状或柱状结构体。

陷落柱内部破碎岩体与填隙物间通常处于固结状态，极具水害危险。

陷落柱的存在不但会破坏煤层结构，降低煤炭资源采出率，严重影响综合机械化采煤的顺利进行，而且可能成为水和瓦斯突出的通道，给矿井安全生产造成严重的威胁。

近年来，通过安全监测进行更加直观且精准的研究，把握陷落柱柱体及围岩岩体的力学性质，探索陷落柱突水的力学位移规律，对陷落柱突水风险进行合理评价，以达到指导煤矿安全生产的目的。

1 永定庄旗下某矿煤矿概述永定庄旗下某煤矿采区标高是540~70 m，批采煤层是3号~15-3号，矿井规模为120万t/a。

井田位于沁水复式向斜的东翼，其发现大小断层23条、陷落柱18个，井田北部次一级褶曲较发育，地层呈波浪起伏。

在已探明的18个陷落柱中，该煤矿岩溶陷落柱发育主要有陷落柱标高在+400 m~+600 m 居多，深部地层太原组灰岩多发育，发育方向NE、NW 为主，陷落柱附近有断层，接触面交错杂乱，岩块胶结程度不同等特点。

X1、X2、X3、X5、X8、X9、X11陷落柱相对富水性较强，X4、X6、X7、X10、X12陷落柱相对富水性较弱。

据此可推测奥陶系灰岩顶界面下200 m 范围内岩溶发育异常区分布大部分位于褶曲及构造破碎带附近，异常区相对集中，岩溶发育相对较强。

2 陷落柱的布点与探测监控结合矿井的水文地质资料，分析陷落柱的水文地质特征，合理的安排测点并进行井下钻探验证过程。

布置好测点后，监测监控探测仪利用不接地回线向采掘空间周围的煤岩体中发射和接收信号，并增大瞬变电磁法的顺层或垂直勘探深度。

钻孔探测不但要合理分析水文地质资料，在施工过程中也要按相关规程的钻孔要求严格执行。

《微动探测技术在南岭煤矿采空区的应用研究》范文

《微动探测技术在南岭煤矿采空区的应用研究》篇一一、引言随着煤矿开采的深入，采空区的安全问题日益突出。

如何有效地对采空区进行探测，避免安全事故的发生，成为了煤矿生产中的重要问题。

微动探测技术作为一种新型的地球物理探测技术，具有高精度、高效率、非侵入性等优点，被广泛应用于地质勘探、矿产资源勘查、工程地质勘察等领域。

本文以南岭煤矿采空区为例，探讨微动探测技术在煤矿采空区中的应用研究。

二、南岭煤矿采空区概况南岭煤矿位于我国某地，随着多年的开采，采空区范围不断扩大。

采空区的存在对矿山的生产安全构成了严重威胁，一旦发生事故，将给矿山生产和人员安全带来极大的损失。

因此，对南岭煤矿采空区进行准确的探测和评估，对于保障矿山生产安全具有重要意义。

三、微动探测技术原理及特点微动探测技术是一种基于地震波的地球物理探测技术。

它通过记录和分析地面微小的振动信号，推断地下地质结构、岩性、构造等信息。

微动探测技术具有高精度、高效率、非侵入性等优点，能够有效地探测采空区、断层、溶洞等地质构造。

四、微动探测技术在南岭煤矿采空区的应用1. 探测方法及实施在南岭煤矿采空区探测中，我们采用了微动探测技术。

首先，在采空区周边布置测线，设置观测点。

然后，利用地震检波器记录地面微小的振动信号。

通过分析振动信号的频率、振幅、传播速度等参数，推断地下地质结构。

最后，结合地质资料和勘探成果，对采空区的范围、形态、岩性等信息进行综合分析。

2. 探测结果分析通过微动探测技术的实施，我们得到了南岭煤矿采空区的详细地质资料。

结果表明，采空区范围广泛，形态复杂，岩性变化大。

同时，我们还发现了采空区周边存在断层、溶洞等地质构造，为矿山生产和安全提供了重要的参考依据。

五、微动探测技术的优势与局限性1. 优势微动探测技术具有高精度、高效率、非侵入性等优点。

它能够有效地探测采空区、断层、溶洞等地质构造，为矿山生产和安全提供了重要的参考依据。

同时，微动探测技术还能够对地下岩性进行推断，为矿山资源开发和利用提供了重要的地质资料。

同忻煤矿陷落柱综合探测技术应用

１／２０，当陷落柱存在时，视电阻率值将发生明显的变化，这一明显的物性差异正是电法地质勘探的基础。同时，岩体的结构、成分、构造反差大、物性特征
水； ③正常阻值区（电阻值为２０— ５６０（Ｑ・ｍ））； ④
０．５ｍ。
资源损失，合理设计巷道，展布工作面，须探明ｘ陷落柱的实际影响范围。
２．１视电阻率顺层切片图分析
根据视电阻率变化情况和井田地质资料，作出测区范围内视电阻率顺层切片图，该图将研究区域
箱、供测装置等部分组成，采用多匝线框，小回线测
量。该仪器主要原理是，通过瞬变电磁法推测探测区范围内陷落柱的相对关系，确定陷落柱在水平面上可能存在的区域。瞬变电磁探测的目的是测出区内地层电阻异常区。大地电场岩性探测仪器为
高阻区（电阻值为５６０～９００（Ｑ・ｍ）），表明为陷落
柱。
２．２瞬变电磁及大地电场成果总结
对已有的地质、钻孔资料进行对比分析从而掌握目的层陷落柱的电性特征，得到ｘ陷落柱探测成果，见图１。Ｘ陷落柱平面形态呈北大南小椭圆状，长轴为６８６．５ｍ，短轴为１１１．７ｍ，长短轴比６：１，且不导水，陷落柱范围面积约为０．０８ｋｍ。２．３井下钻探采用ＴＸＵ一１５０型钻机施工，钻杆直径为２ｍｍ，开孔孔径为（ｋ８９ｍｍ，终孑Ｌ孔径为５ｍｍ，

煤矿开采工作面内陷落柱综合物探

煤矿开采工作面内陷落柱综合物探发布时间：2021-06-25T03:50:16.290Z 来源：《科技新时代》2021年3期作者：阮宝军[导读] 在我国煤田发育的过程中，陷落柱本身属于一种以垂直向为主的地质构造。

伊犁州发展和改革委员会 835000摘要：煤层工作面内部陷落柱和煤层之间还存在着电阻率、波速率和密度三类指标，每种指标之间还存在着差异，能够采用无线电波透视法和CT震波法来全面探索煤层内部的陷落便捷。

可以看出，陷落柱内部岩石的发育有着很大的关系。

“xxx矿13228”工作面陷落柱的探测表明：在陷落柱的内部范围内本身就具有较高的电磁波吸收的系数特征和纵波特征，又因为整体工作面底板陷落柱向下范围内部的电阻率本身就低。

在实际操作的过程中，由于该综合物探探测结果和实际的资料基本吻合，所以能够有效地了解本煤层工作面开采和施工工作。

关键词：煤矿开采开采工作面陷落柱综合物探查在我国煤田发育的过程中，陷落柱本身属于一种以垂直向为主的地质构造。

尽管我国的大部分的矿区都会出现不导水的问题，只有少数的矿井会因此发生陷落柱坍塌的事故。

如果不及时进行处理，则会在第一时间诱发淹井事故，从而造成巨大的经济损失。

因此，先要对存在陷落柱威胁的煤矿工作面进行勘察，之后再将物探工作结合在内。

可以看出，钻探和验证工作也会产生巨大的作用。

目前，如果能够在采矿的过程中采用坑透物探的方式，就能够在第一时间寻找陷落柱存在的位置。

另外，采用震波透视和槽波透视的方式也能够有效地提升探测效率。

本文主要就煤矿开采工作面内陷落柱综合物探探查技术进行全面的分析。

1 地质概况先在xxx矿矿东二区针对先勘察地面三维地震的情况，这样才能够更好地反映出东二区和8号煤层下面存在的陷落柱。

可以看出，整个地质工作面长度为1500m，宽度为240m。

在2006年、2007年和2008年3年时间内对概念进行解释，但是所解释的内容都是一致的。

因此，在对工作面内部的回风顺槽和运输槽进行挖掘时，要采用物探的方式来减少陷落柱所带来的影响。

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用综合矿井物探技术在陷落柱的探测工作中起到至关重要的作用，能在一定上确保煤层的连续性。

本文将对综合矿井物探技术加以详尽的分析，并分析综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用。

标签：综合矿井物探技术；陷落柱；应用在煤矿开采工作中，陷落柱是一种比较常见的具有一定灾害性质的地质异常体，这种地质异常体会影响煤层的连续性，并有造成矿井水患的可能，这给矿井工作造成了很大的安全隐患。

为了在最大程度上避免陷落柱给煤矿带来的损失，一定要重视总结分析陷落柱的发展规律，这样才能给用综合矿井物探技术对其进行探测工作提供科学准确的依据。

1.无线电波透视方法的工作原理一般情况下，低阻岩层对电磁波能量的吸收能力是最强的，电磁波在岩层中前进时遇上断裂的构造时，会在这个断裂结构出现的界面上出现反射和折射，这样的反射和折射会大大减少电磁波的能量。

由此可见，矿井中工作的设备发出的电磁波，在传播过程中如果碰到陷落柱这些有灾害性质的构造，其能量就会被这些构造吸收大半，导致电磁波的能量不能全部到达接收端，形成透视的异常区。

煤层中，任意一点的电磁波的场强计算公式为 E = E0（e-BC/r ）sinH，其中的E表示介质中某点的场强实际测量数值，E0能够决定发射功率和周围介质的初始辐射场强，r表示的是发射机器与接收机器之间的距离，B是表示工作频率、介质电阻率以及相关常数的介质吸收系数，H是观测点方向间和天向轴线之间的夹角。

这样显而易见，r和B的变化会直接引起B值的变化，而B值在射线路径上出现的变化，是E值出現反常变化的关键原因：B=X LE#1/ 2{ [ 1+R2/ （X2E2）]1/2- 1}。

根据这个公式可以得知，当（X= 2Pf ）时，B值表示的是煤炭或者岩石的相关常数的关联函数。

但是因为煤层顶端岩石的介电常数和煤层低端的介电常数相差数值比较大，而导磁率相差的比较小，所以电磁波射线在煤层和岩石层交汇的地方穿行的时候，我们会发现B与E值变化比较显著。

煤矿井下陷落柱的判断和处理

煤矿井下陷落柱的判断和处理陷落柱对井下安全生产构成一定的威胁，因此，煤矿井下对陷落柱的判断和处理至关重要。

本文阐述了井下陷落柱的观测、判断和处理方法，以期为煤矿井下安全生产提供一定的借鉴。

标签：陷落柱；观测；判断；处理当煤层底板存在可溶岩时，如碳酸盐岩，在地下水的不断溶蚀下，可溶岩逐渐塌落，导致其上覆岩层随之冒落而形成柱状的塌陷体，这种柱状塌陷体称为喀斯特陷落柱，简称陷落柱。

陷落柱穿过煤层成为无煤区，减少了煤炭储量。

如果煤矿井下主要开拓巷道穿过陷落柱，将会加大巷道支护和顶板控制的难度，增加掘进和维护费用。

陷落柱发育的地区难以布置出综采工作面；如果工作面内包藏多个陷落柱，采煤机组和液压自移掩护支架无法使用。

在水文地质条件复杂的矿井，陷落柱可能导致涌水量增大，对安全生产构成威胁。

因此，煤矿井下对陷落柱的判断和处理至关重要。

1 陷落柱的观测陷落柱的判断和处理的基础是准确的观测。

对于陷落柱的观测，除了要描述陷落柱的形状、大小和陷落角外，还要详细记录陷落柱填充物的岩性及其所属层位、填充物的密实程度和透水性，对于陷落柱附近煤层的厚度、倾向、倾角和走向也要有所记录。

具体观测内容如下：1.1 陷落柱的形状、大小陷落柱在立面投影图上一般呈现为上小、下大的圆锥形，也有部分陷落柱呈现出上下同样粗的柱状或者上大、下小的漏斗状。

其形状和大小是观测的基础内容。

1.2 陷落柱的柱体物质由陷落柱的成因可知，陷落柱内的填充物都是其上覆岩层冒落形成的，无论从哪一层位观察，岩块都来自其上方的各岩、煤层。

对于柱内填充物，要详细记录其岩性、密实程度和透水性等。

1.3 陷落柱与围岩的接触面可溶岩上覆岩层冒落时，通常为逐步塌陷，所以陷落柱与周围岩层的接触面一般为不规则的锯齿状，这也是由其成因所导致的。

接触面一般呈60°～80°倾角。

当遇到坚硬岩层时，接触面向外突出，当遇到松软岩层则相反。

2 陷落柱的判断（1）煤、岩层产状发生变化。

基于三维地震勘探的微动勘探应用实例

基于三维地震勘探的微动勘探应用实例马海兵【摘要】介绍了微动勘探的理论依据和前提条件,结合煤田勘探中,微动勘探基于三维地震勘探的应用实例,对微动剖面观测系统及参数的确定方法进行了研究,指出该方法取得了良好的效果.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(041)027【总页数】2页(P62-63)【关键词】微动勘探;观测;参数;陷落柱【作者】马海兵【作者单位】山西省地球物理化学勘查院,山西运城044004【正文语种】中文【中图分类】P631众所周知，陷落柱是煤矿生产时经常遇到的一大危害，所以如何提前发现陷落柱及其准确参数是各大煤矿面临的一大难题。

目前高精度三维地震勘探方法是煤田勘探中寻找构造应用比较广泛的一个方法，能够在煤矿生产前发现并圈定井田范围内存在的陷落柱，极大地提高了煤矿生产中的安全性。

然而三维地震勘探在应用中也存在着一些缺陷，在陷落柱的圈定中存在着范围不准以及位置“漂移”的问题，因此，本次尝试了在三维地震成果基础上，再次应用微动勘探对陷落柱范围及位置进行进一步地确定，以了解其结合应用的实际效果。

1)理论依据。

在地下地层中同时存在着断层、陷落柱等地质构造和正常的围岩，因其本身的性质、属性的不同，所以在空间上存在着速度差异，而这也导致了在空间速度的展布上有着相应的异常，通过分析这两者可以来进一步确定陷落柱的准确位置。

2)前提条件。

微动勘探是利用所采集到的天然场微动信号，通过对这些数据进行处理与分析，提取到面波信号，再经过反演获得相对应的地下S波速度结构，以达到探查地下地质构造目的的地球物理勘探新技术。

在地球表面存在着一种被称为微动的天然震动，这种震动时时刻刻都在发生着。

微动的形成有两个原因，其一是来自于天气一类的自然现象，其二来自于人类的日常活动。

虽然在能量上而言这种微动信号显得很微弱，但依然是可采集的，对这些信号进行相关的处理分析，便可以获得相对应的地下地质结构的速度特征。

3)测区地层微动特征。

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用研究

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用研究石向晨，王玉山（内蒙古赤峰地质矿产勘查开发院，内蒙古赤峰 024005）摘要：随着我国科学技术的不断更新以及煤矿行业的飞速发展，应用到煤矿开采过程中的先进技术也越来越多。

综合矿井物探技术就是诸多先进技术中比较典型的一个，在对陷落柱的探测中发挥了重要的作用，从而保护了煤层的连续性。

本文通过综合矿井物探技术进行系统的分析介绍，并且通过实例来分析器在探测陷落柱中的具体应用。

关键词：综合矿井物探技术；陷落柱；应用研究中图分类号：P631.32文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2012)24-0001-01陷落柱是煤矿开采过程中经常会遇到的一种灾害性的地质异常体，其不仅能够对煤层的连续性造成破坏，而且还容易引发矿井水患，给煤矿的安全生产造成了很大的威胁。

为了能够在生产安全的基础上，提高煤矿的经济效益，就必须要对陷落中的发展规律进行总结，以此为采用矿井物探技术来对其进行探测提供正确的依据。

一、无线电波透视法技术原理由于组成岩层的各种岩、矿石所含有的电性不同，所以，当电磁波在地下岩层中间传播的时候，被它们所吸收的电磁波能量也不尽相同，通常情况下，对电磁波的能量吸收的最强的则要属低阻岩层，当电磁波在前进方向上遇到断裂构造所出现的界面时，则会在出现的界面上产生反射和折射的作用，从而导致自身的能量受到大幅度的消耗。

由此可见，在矿井地质条件下，如果相关设备所发出的电磁波在穿过岩层的过程中遇到了诸如断层、陷落柱等构造，那么电磁波的大部分能量就会被其中的底层电阻所吸收，从而导致其波能量无法顺利达到接收端，由此造成透视异常区的形成。

通过对介质中某点的实测场强进行计算，我们可以看出，实测场强的值是随着发射机与接收机之间的直线距离的变化以及决定与工作频率、介质电阻率以及介电常数等参数的介质吸收系数的变化而不断变化的。

由于煤层与顶底板岩石介电常数有比较大的差异，然而导磁率的变化又很小，因此，决定与工作频率等参数的介质吸收系数以及实测场强的值就会在煤层与岩层交替的时候出现特别明显的变化。

陷落柱井下四种综合探测方法应用研究

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ａ数值模拟与试验）ｂ数值模拟与试验）
建议采用现场原位试验与数值模拟试验两种手段相结合的办法来研究ＣＧ桩复合地基承载特性。Ｆ参考文献：－
［］阎明礼．基处理技术［．１地Ｍ］北京：中国环境科学出版社，
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ｓｆａｅｏｎｔｌｍｅｔａａｙｉｃｌｄＡＮＳ，ａｄｔｅｒｓｌｆｎｍｅｉａｉｌｔｎｔｓｓｗｒｏａｅｔｅｕｔｆｔｅｆｌｏｄｎｏｔｒｆｆｉｅｅｎｎｌｓｓａｌｗｉｅｅＹＳｎｈｅｕｔｏｕｒｌｓｍｕａｉｅｔｅｅｃｍｐｒｄｗｉｒｓｌｏｈｅｄｌａｉｇｓｃｏｈｓｉｔｓ．ＮｍｅｃｌｉｌｔｎｍｅｄｏｔｉｅｅＰ— Ｓｃｎｅｔａｉｌｒｗｔａｉｇｔｓｓｏｔｎｄｅｔｓｕｒａｍｕａｉ￣ｏｂａｎｄｔｉｓｏｈｕｒｔｉｓｍｉｉｌｄｎｅｔｂａｅ．ＴｉｐｐｒＣｎｒｈｅｓｉｔｆｕｈｓａｈｏｉｈｓａｅＯｆｍｓｔｅｆａｉｌｙｏ — ｉｂｉｎｍｅｉａｉｌｔｎａｄｐｏｉｅｔｏｒｆｒｅｔｄｅ．ｒｃｌｓｍｕａｉｒｖｄｓａｍｅｈｄｆｕｈｒｓｉｓｏｎｏｔｕ

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用国内各大矿井都极为重视煤炭生产安全性，强调应将安全生产作为第一要素，通过对各种先进技术的运用，实现科学化煤炭生产作业。

而综合矿井物探技术作为煤炭生产主要探测技术，自然也是煤矿企业关注的重点。

本文将对该项技术在陷落柱探测中的运用方式展开全面论述，旨在提高陷落柱探测水平，保证煤炭生产质量。

标签：探测技术；综合矿井物探技术；信号强度；陷落柱由于地下水长期作用，石灰岩地层中会发育形成岩溶，加之上部岩层重力与地质构造力的持续作用，岩溶溶洞面积会不断增加，极易发生溶洞坍塌事故，而上层覆盖的煤系地层也会隨之发生陷落，进而形成不规则椭圆性柱状体或圆形柱状体，即“陷落柱”。

该现象的形成，不仅会对采煤层造成破坏，导致煤炭储量极具减少，同时还会对煤炭采掘效率造成影响，会直接增加生产成本，并不利于煤矿企业发展，对其进行探测极有必要。

1 矿井瞬变电磁技术该项技术属于非接触探测技术范畴，是时间域电磁法中的一种。

在间歇发射时，由于电性影响煤岩体中的不均匀体感应二次场会因为时代变化而发生改变，相关人员会利用这一原理，对地质目标体具体情况进行分析，这就是所谓的矿井瞬变电磁技术。

通常在按照采掘空间断面面积完成接收回线边长与发射选择后，还需要通过增加接收回线匝数与发射功率的方式，强化二次场信号强度，以便对瞬变电磁法垂直以及顺层勘探深度进行增强。

若磁导率与电导率属于均匀分布状态，发射线圈属于附设面积某定值，此时在电流断开前，回线周围会形成稳定性磁场，且在电流中断之后，磁场也会消失。

这种变化在传入到巷道周围岩层中后，岩层内部会产生一定的感应电流，能够保证电流断开后仍然存在磁场。

此过程中会造成介质欧姆过渡损耗的问题，致使磁场持久性受到影响，会快速被很消耗掉。

因为煤系地层沉积序列清晰度较高，在原声地层中其导电性特征会呈现出一定的规律，即纵向会按照固定规律进行变化，而横向变化较为均衡。

如果构造破碎带中不含水，则结构中的导电性水平就会较低，部分地区电阻率呈现出了逐渐增长的趋势；但若构造中不含水，则其导电性便会到达一定水平，局部地区电阻率较低。

陷落柱的综合探查及治理技术

陷落柱的综合探查及治理技术摘要陷落柱特别是强导、含水陷落柱对煤矿生产有巨大危害性，往往造成淹井停产。

为了避免矿井在回采过程中发生因误揭陷落柱而导致的安全事故，就必须在工作面回采前探查清工作面内是否存在隐伏的陷落柱。

东庞矿2701工作面在回采前通过井下综合物探探查确定一隐伏地质构造异常体K1，根据综合物探所圈定的异常区又进行了两次钻探验证，由钻探验证结果证实了该地质构造异常体为无水陷落柱。

为了确保2701工作面的安全生产，又对该陷落柱进行了注浆加固，通过5个钻孔共注浆48.5t。

关键词陷落柱；地质构造；物探；钻探；注浆1 工作面概况2701工作面位于东庞矿一水平（-300m水平）七采区最上部，工作面底板标高介于-200m～290m之间，工作面走向长约1096m，倾斜长约141m，工业储量93.6万吨，可采储量87.1万吨。

工作面内地质条件较复杂，掘进过程中共揭露断层17条，其中大于1m断层有5条；工作面发育4处冲刷带，冲刷带宽度6m左右，长度约30m～100m，厚度约1m左右。

2 陷落柱的探查2.1 井下综合物探探查掘进完成后，结合该工作面实际情况，利用井下无线电波坑透、幅频电透视手段进行了综合物探探测。

本次综合物探工作，共完成无线电波坑道透视1130m、幅频电透视700m。

探测结论如下：1）井下坑透圈定2701工作面两处地质异常区（K1、K2），其中K1分析为一隐伏地质异常体，K2为上巷85#附近揭露断层QF10在工作面内的延伸反映；2）幅频电透视圈定2701工作面外段两处水文异常区（FP1、FP2），其中FP2应作为重点防水区域。

（见表1“2701工作面综合物探异常区一览表”）。

2.2 井下综合物探异常区的验证针对幅频电透视圈定的水文异常区FP1、FP2，在-300南翼运输大巷共施工了3个底板钻孔对其进行了探查，累计进尺334m，探测结果显示异常区无水文异常。

针对坑透异常区圈定的地质异常区K1、K2，在工作面圈出后，在上巷自切眼开始每20m施工了1个煤层孔对工作面内部构造及坑透异常区进行了探测，共计施工煤层孔68个，累计进尺7700.33m。

微动探测在矿山采空区勘查中的应用

世界有色金属 2021年 6月下110地质勘探G eological prospecting微动探测在矿山采空区勘查中的应用张星，丁志军，连伟章（甘肃省有色地质调查院，甘肃　兰州　７３００００）摘要：本文简要介绍了微动探测的基本原理和方法，着重阐述了外业施工流程和其在矿山地下采空区勘查中的应用，并以乌鲁木齐市六道湾某矿山采空区为例，探讨微动勘查方法和在矿山采空区勘查中的应用效果。

关键词：微动探测；视Ｓ波速度；空间自相关；矿山采空区勘查；频散曲线中图分类号：ＴＤ１６６文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１２－０１１０－３Application of micro motion detection in mine goaf explorationZHANG Xing, DING Zhi-jun, LIAN Wei-zhang（Ｇａｎｓｕ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，　Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏ　ｍｏｔｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｇｏａｆ，　ａｎｄ　ｔａｋｅｓ　ａ　ｍｉｎｅ　ｇｏａｆ　ｉｎ　Ｌｉｕｄａｏｗａｎ，　Ｕｒｕｍｑｉ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｔｏ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏ　ｍｏｔｉｏｎ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｏａｆ．Keywords: Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｍｉｃｒｏ　ｍｏｔｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；　ａｐｐａｒｅｎｔ　Ｓ－ｗａｖｅ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ；　ｓｐａｔｉａｌ　ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ；　ｍｉｎｅ　ｇｏａｆ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｕｒｖｅ微动探测技术作为矿山勘查技术中一项重要方法，在抗干扰能力方面表现突出，且不受各种场地限制，还可以把各种各样的振动源化为自身的场源，增强信号。

陷落柱构造综合探测技术研究及应用

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２１年第１０２期
陷落柱构造综合探测技术研究及应用
张合喜王东伟，
（．１邯郸市大力矿业有限公司，河北邯郸摘要０６０２中国矿业大学资源与地球科学学院，苏徐州５００；．江２１０）２０８该文论述了陷落柱的成因与物理特征，此基础上提出了探测煤矿陷落柱位置及其富水性的矿井物探技术：在采用无线电波透视法可
３矿井瞬变电磁法基本原理矿井瞬变电磁法是一种非接触式探测方法。它利用不接地回线向煤岩体中的周围空间发射一次电磁
场，于煤岩体中电性不均匀体感应产生的二次场随基
时间的变化规律，探测各种地质目标体。根据煤岩体状况选择发射和接收回线边长，过加大发射功率和通
表面铺设面积为５的矩形发射回线，回线中供以阶在跃脉冲电流，
ｒ，ｔ＜０
通过研究煤层、种岩层及地质构造对电磁波传各
播的影响（括吸收、射、次辐射等作用）包反二所造成
收稿日期：０１６— ９２１ —０２
电磁波能量就会被其吸收或完全屏蔽。煤系地层的沉积序列比较清晰，原生地层状态在
图１坑道无线电波透视法工作示意图
巷
下，其导电特征在纵向上有固定的变化规律，在横向上
则比较均一。当存在陷落柱或构造破碎带时，若构造
接收回线匝数增强二次场信号强度，以增大瞬变电可

微动勘探技术在工程勘察中的应用

微动勘探技术在工程勘察中的应用摘要：随着我国建设事业的发展，城市的建设需要详细地了解地下的地质结构，常用的物探方法存在不少的弊端。

微动勘探技术采用的是天然信号震源，抗干扰能力强、勘探深度大，越来越得到人们的认可。

关键词：微动勘探；岩溶勘察；地质结构；工程物探1 前言工程勘察中，常规勘探方法有钻探、电法勘探、地震波勘探等。

由于城市施工受到场地和环境因素的制约，上述方法受诸多不利条件限制，时常难以发挥其本身的优势。

基于此，微动勘探技术应运而生，此种方法不仅便捷、经济，而且还不会受到场地的制约。

近几年内，微动勘探在多个工程物探领域中得到了广泛应用，例如岩土工程勘察、公路软基勘察、工程边坡勘察、地热勘察等。

为此，文中针对微动勘探技术在工程勘察中的应用展开了分析。

2.微动勘探方法原理地球表面时刻都处在一种微弱的震动状态下，地球表面的这种连续的微弱振动称为微动。

微动的形变位移一般在在10-4~10-3cm左右，因此人感觉不到。

微动信号主要源自于两方面：一是人类的日常活动，包括各种机械振动、道路交通等。

这些活动产生的信号频率一般大于1Hz，属于高频信号源，通常，这类微动信号也被称作常时微动。

二是各种自然现象，包括海浪对海岸的撞击、河水的流动、风、雨、气压的变化等。

这些现象产生的信号频率一般小于1Hz，属于低频信号源，通常，这类微动被称作长波微动。

微动没有特定的震源，振动来自观测点的四面八方，携带有丰富的地球内部信息。

研究表明世界各地的微动频谱形态大体相近。

但微动在时间和空间上存在高度变化、无规律性、无重复性的特点。

所以，微动的频谱特性反映了微动在时间和空间上的变化，而这点正是利用微动信号来研究地下横波速度结构的重要参数。

微动是由体波（P波和S波）和面波（瑞雷波和勒夫波）组成的复杂振动，其中面波的能量占信号总能量的70 % 以上。

所以，常常利用微动中的面波信息研究地下横波速度结构。

微动勘探无需任何人工震源，具有经济环保的优点；另外微动信号频率低、波长大，勘探深度大，已有的研究表明SPAC 法的有效波长范围为台站半径的3.2—17.2倍；台阵式的观测系统具有较强的抗干扰能力，所以微动勘探具有越来越广泛的应用前景。

微动技术在工程地质勘查中的应用

微动技术在工程地质勘查中的应用摘要：地质雷达、浅震、高密度、瞬变等常规物探技术在浅部勘探中应用良好，却难以满足中深部勘探的需求。

而可控源音频大地电磁法、地震、磁法、重力等为深部勘探中常用的手段，也存在一些缺陷，例如电磁法存在电磁干扰、重力在深部不能满足高精度探测需求、地震需要强大震源危险且成本高昂等等，所以新的物探手段——微动勘探技术，成了目前地勘行业研究、应用的热点。

微动勘探技术采集天然源信号，不受电磁干扰、绿色环保，分辨率高、探测范围大、经济高效，在城镇等人口密集区有着传统物探手段不可比拟的优势。

本文以当地地质环境数据为基础，详细阐述了微动技术在地质勘查中的运用。

关键词：微动技术；工程；地质勘查引言“微动勘探技术”也称为“天然源面波勘探技术”，是一项较新的地球物理勘探新技术，虽名称不同，但本质相同。

在地球表面，无论何时何地都存在一种天然的微弱振动，如自然现象和人类活动，这是一种由体波和面波组成的复杂振动，面波的能量占信号总能量的70%以上，振动信号的振幅和形态随时空变化而发生变化，但在一定时空范围内具有统计稳定性，可用时间和空间上的平稳随机过程描述，这些振动信号为微动提供了震源。

微动勘探无需人工震源，具有精度高、抗干扰能力强、操作简单、实施速度快、经济、环保等特点，近年来逐步应用于矿产勘查、地下空间勘察、灾害勘察、工程勘察及工程检测等领域。

但到目前为止，关于微动勘探技术在工程地质勘察领域系统研究及推广应用仍较少，前人研究大都较为零散和单一，未形成完整的方法体系。

1微动探测勘察利用微动探测技术进行煤矿采空区的勘察，使用仪器为GT-MST微动测试仪。

GT-MST微动测试仪的标准配置具体为:10台GT-MST基站，含电源适配器、网线等;10只检波器，频率可选;Lora天线、GPS天线、WiFi天线;1个U盘，含采集软件;1台笔记本电脑;1台工业AP;1套处理软件。

该微动测试仪采用无线节点式基站，可据勘察需求拓展基站数量;具备高精度外置GPS，记录子基站点位，一键生成平面位置分布图;具备本地对时、GPS对时2种时间同步模式;具备24位高性能AD，可实现各通道同步采样;可以无线操控，界面友好，设备轻便，仪器功耗低，连续工作时间大于12h;可以实现工业级AP通信，户外可满足半径100m无线传输;可选配单分量或三分量微动检波器;具有离线数据存储模式，可满足连续12h的数据存储。

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用摘要：随着我国经济的发展，煤炭行业的发展也越来越快，同时，我国各个矿井对于煤炭的开采都极为重视，尤其是开采时的安全性。

目前看来，我国各个煤矿在生产时的第一要素大多都是相同的，那就是煤炭的安全生产。

而且，各个煤矿采用了先进的技术，使其加入到煤炭的生产中，从而实现了科学化的煤炭生产作业。

当然，各大煤矿企业对综合矿井物探技术比较重视，这种技术在陷落柱中应用，从而确保煤炭生产的质量水平。

关键词：物探技术；探测陷落柱；应用一般情况下看来，在进行煤矿开采工作的时候，陷落柱是一种比较常见的地质异常体，当然，这种现象是有着相应的灾害性质的。

陷落柱是可以对煤层的连续性产生负面的影响的，同样也可以影响到矿井的安全性。

而且陷落柱可能会使煤矿出现水患，使煤矿出现损失。

一、无线电波透视法技术原理无线电波透视法，还可以叫做坑透法，使用这种方法可以使工作人员安全有效的进行矿井的探测工作。

使用这种技术的过程中，是利用电磁波在地下岩层中传播的方式，在工作人员进行工作期间，因为矿井内部各种岩石、矿石电性的差异，导致各种物质在电磁波传播期间对电磁波能量吸收的程度是不大相同的，是具有差异性的。

一般情况下看来，低阻的岩层在吸收电磁波方面相较于高阻岩层来说要有着比较好的能力，电磁波在传播期间，当其前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波可能将在该界面上产生些许的作用，这种作用就是反射和折射作用，这种现象的出现可能会造成能量的损耗。

所以，工作人员在进行矿井工作的过程中，当电磁波在进行传播期间穿过煤层的途中遇到断层、陷落柱、含水裂隙或者其他构造的时候，电磁波的能量可能会被某些物质所吸收或者被完全屏蔽，这些问题的发生可能会出现在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号的现象，从而形成透视异常区。

当电磁波在煤层中进行传播期间，假若矿井中存在着某些地质异常的现象，比如说陷落柱等等异常构造的出现。

而且因为各种物质的电性参数的差异，会出现一些现象，那就是这些物质在电磁波传播期间对电磁波能量的吸收程度同样存在着差异。

利用微动勘察方法探测煤矿陷落柱

第５２卷第７期２００９年７月
地球物理学报
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．７，Ｊｕｌ２００９ｙ
徐佩芬，李传金，凌盨群等．利用微动勘察方法探测煤矿陷落柱．地球物理学报，（）：：／２００９，５２７１９２３～１９３０，ＤＯＩ１０．３９６９．ｉｓｓｎ．ｊ０００１５７３３．２００９．０７．０２８，ＬｉＣＪＬｉｎｅｔａｌ．ＭａｉｎｏｌｌａｓｅｄｃｏｌｕｍｎｓｉｎｃｏａｌｍｉｎｅｓｕｔｉｌｉｚｉｎｉｃｒｏｔｒｅｍｏｒＳｕｒｖｅｅｔｈｏｄｓ．犆犺犻狀犲狊犲犑．ＸｕＰＦ，ｇＳＱ，ｐｐｇｃｐｇＭｙＭ），（）：：／．ｉｓｓｎ．０００１５７３３．２００９．０７．０２８犌犲狅犺狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ２００９，５２７１９２３～１９３０，ＤＯＩ１０．３９６９ｊ狆狔１ Nhomakorabea ２４
地球物理学报（）ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｈｓ．ｐｙ
５２卷
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综合物探技术在探测陷落柱中的应用

综合物探技术在探测陷落柱中的应用摘要: 近年来，随着煤矿生产水平的提高，在当前的科技大发展和煤矿生产规范化的号召下涌现出其他的物探技术。

红外温度探测技术、地下氛气监测技术、精密重力场变化感应技术、地震波虚拟成像技术以及更多都是在基于煤矿生产单位的实际生产研究的基础上形成成熟的探测陷落柱的技术。

关键词: 综合物探;探测陷落柱中;三维地震;三维地震勘探以它对地质体的分辨率高、探测精度高而成为目前解决煤田地质构造问题的首选方法。

瞬变电磁法则以它独有的轻便、灵活，对含导水构造、低阻体反映灵敏，体积效应小，所得原始数据的保真度高，分辨率高而成为目前煤矿探测采空区分布及其含水性、含水层及奥灰富含水性的首选方法。

把瞬变电磁法与采区三维地震有机结合起来在解决构造、煤层赋存和水文地质问题方面能取得较好的探测效果。

就某种物探技术方法的作用而言，应视其解决具体地质或工程问题的适宜性和效果进行评判，无论哪一种先进的物探技术方法，由于它们所测试的物性特征参数各异，往往也只是其他方法的补充和印证，而不是对常规物探方法的取代或覆盖。

许多常规的物探方法，如地震折射法、瞬变电磁法、电测探法和联合剖面法等，其作用和效果仍不可忽视和低估，事实表明，采用综合物探技术和综合分析解释，使各方法成果相互佐证，取长补短是提高物探资料解释精度和可靠性的必由之路。

探测断层，三维地震和瞬变电磁都是比较有效的方法，三维地震对构造的位置、倾角和落差反应比较明显，而瞬变电磁对构造的位置及含水性反应较明显，两种方法相结合，既可以互相验证，又可以探测出断层的位置、倾角、落差和含水性。

一．三维地震及瞬变电磁的原理1.1 三维地震的工作原理是根据人工激发地震波在地下岩层中的传播路线和时间、探测地下岩层界面的埋藏深度和形状，认识地下地质构造进而寻找油气藏的技术，与医院使用的B 超、彩超和CT 技术类似。

首先震源产生地震波。

地震波遇岩层界面反射回来被检波器接收，并把传来的信号记录下来，获得地震记录。