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
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。
采空区探测方法研究
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
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。
小煤窖采空区等勘察方法
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
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
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。
采空区勘查方案样本
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1
采空区探测的基本方法和初步工作方案
1.采空区物探方法探测的可行性
1.1电性地质条件
在煤系地层中，当煤层被开采以后,在地下岩层中形成一定的空
区,同时采空区上方岩层在重力作用下发生一定的塌陷 ,造成煤层上
覆岩体失去原有平衡状态而发生一定程度岩移,破坏了岩石的完整
性、连续性,致使岩层破碎和出现大量的空隙和裂隙，电阻率在这些
区域中其值也发生变化，使得原电阻率层状形态受到了破坏，呈不连
续、杂乱现象。一般松动、裂隙、坍塌、采空区为高阻反映，而当采
空区域含水或其他含水充填物时易形成低阻异常。
总之煤层采空区与其周边岩层存在明显的电性差异，具备投入瞬
变电磁法、高密度电法进行勘探的地球物理特征。
1.2氡气测量条件
不同的岩石含有不同的放射性元素和非放射性元素，放射性元素
在衰变时，会产生一种惰性气体——氡气。在裂隙，构造发育的地区，
岩石破碎、断裂密布及岩石坍塌等地段，特别利于氡气的释放和运移，
易于形成氡气异常。测量氡气异常的分布，能为研究浮土覆盖地区的
构造、断裂带等工作提供重要的信息。对于地下存在采空区时，会使
其上部岩层结构发生变化，如岩石出现裂缝或破碎等。这就为氡气的
运移与集聚提供了有利的条件，从而形成氡异常，这便是利用氡气测
量来解决地下采空区存在与否的地球物理前提。
2
2.采空区探测物探方法的原理介绍
2.1瞬变电磁测量原理
瞬变电磁探测是地球物理探测的主要手段之一，通过向地下发射
电磁波激励地下目标，接收其产生的二次场，确定被测目标的物理参
数。
瞬变电磁测量是利用不接地线圈 (或称回线 )向地下发射一次
瞬变磁场, 通常是在发射线圈上供一个电流方波 ,可在地下产生稳
定的磁场分布, 当电流方波关断后, 地球介质将产生涡流, 其大小
取决于地球介质的导电程度。该涡流不能立即消失, 它将有一个过渡
过程, 过渡过程产生的磁场向地表传播, 在地表接收线圈把磁场的
变化转化为感应电压的变化。
瞬变电磁法的测深原理又以“烟圈”效应形象地加以阐明，地表
接收的二次电磁场是地下感应涡流产生的，其涡流以等效电流环向下
并向外扩散，形如“烟圈”。随着时间的推移，“烟圈”的传播与分布
将受到地下介质的影响，这样从“烟圈效应”的观点看,可得早期瞬
变电磁场是近地表感应电流产生的，反映浅部电性分布；晚期瞬变电
磁场主要是由深部的感应电流产生的，反映深部的电性分布。因此，
观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电性的
垂向变化，这便是瞬变电磁测深的原理。
瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回线两部分组成，工作过
程分为发射、电磁感应和接收三部分。当发射回线中通以阶跃电流，
发射电流突然由I下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突
3
然变化必将在其周围产生磁场，该磁场称为一次磁场，一次磁场在周
围传播过程中，如遇到地下良导电的地质体，将在其内部激发产生感
应电流，又称涡流或二次电流，由于二次电流随时间变化，因而在其
周围又产生新的磁场，称为二次磁场。由于良导电地质体内感应电流
的热损耗，二次磁场大致按指数规律随时间衰减，形成瞬变磁场，二
次磁场主要来源于良导电地质体的感应电流，因此它包含着与地质体
有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，接收机采集的是二次
磁场产生的感应电动势，其包含了地下介质电性特征,通过种种解释
手段(一维反演,视电阻率等)得出地下岩层的结构。由于采用线圈接
收二次磁场产生的感应电动势,故对空间的电磁场或其它人文电磁场
敏感,也就是通常所说的干扰。为了减少此类干扰,采用尽量的发射大
的电流,以获取最大的激励磁场,增加信噪比,压制干扰。
含煤地层中介质导电性在正常情况下为层状分布特征，与地层产
状一致，呈垂向变化。当地下存在地裂缝、采空区等时，其电阻率层
状分布规律将会产生畸变，而呈水平或不规则变化,电阻率会因采空
形成大量裂隙或坍塌易形成相对高阻（当富含水时易形成低阻），可
见采空区部位与周围介质存在明显的电性差异。
2.2氡气测量原理
2.2.1放射性现象
氡气测量是放射性测量的一种，它是以原子核物理为基础的一种
物探方法。在已经发现的1400多种核素中，其中1000多种核素是不
稳定的，这些不稳定的核素自发地放出α粒子或γ射线或在轨道电子
4
俘获后放出x射线或发生自发的裂变过程称为放射性现象。在放射性
核素衰变时，能放出α、β或γ射线。我们探测的主要对象铀、钍等
衰变时还会产生一系列的放射性核素，便形成一个前后相关的放射性
系。
例如U23892经过一系列衰变后成Rn222，Rn222是惰性气体，半衰期
为3.8天，在放射性测量法中，Rn222即为所探测的对象。
放射性核素自发地衰变，一般不受温度，压力等因素的影响，并
按指数规律变化，即tNN0，式中N为某时刻t的放射性原子核
数目，0N为t=0时刻放射性原子核数目，为衰变常数。
2.2.2 射线与物质互相作用
氡气在衰变过程中放射出α射线（α射线是由α粒子组成的，α
粒子是快速运动的氦核（He4），α粒子通过物质时，主要是与原子的
轨道电子相互作用，使物质电离或激发。放射性测量便是通过测量
Rn
（氡）放出的α射线来了解放射性气体的情况。
2.2.3 放射性法的地质基础
射气测量的对象是Rn222，Rn220，Rn219。氡气放出的α射线穿透
能力虽然不强，但它的运移能力却很强。氡所到之处能有α辐射，用
α辐射仪可以方便的测定它们。
放射性核素广泛分布于自然界，土壤，岩石，水中和空气里均有
其踪迹，这是放射性法能够解决不同地质问题的基础。
在自然界中存在着众多的放射核素，分布最广的是铀、钍、钾、
镭、氡等，常可见于岩石，土壤，水和空气中。土壤里的放射性物质
5
与母岩中U，Th情况有关，并受其子体制约，其氡的放射性活度浓度
可达3～75Bq/L，而空气中氡浓度要比土壤中小2～3个数量级。
凭借放射性法解决地质问题前提是：
1)、不同的岩石含有不同的放射性元素和非放射性元素；
2)、在裂隙，构造发育的地区，岩石破碎、断裂密布及岩石坍塌
等地段，为氡的释放和运移提供了良好的条件，易于形成放射性异常。
Rn
222
的半衰期较长，又是惰性气体，加上其它种种原因，致使氡的运
移能力很强，迁移距离超过数百米。测量氡及其子体，能为研究浮土
覆盖地区的构造、断裂带等工作提供重要的信息。
3)、对于地下存在采空区时，会使其上部岩层结构发生变化，如
岩土石中出现裂缝或破碎等。这就为氡气的运移提供了有利的条件，
从而形成氡异常，这便是利用氡气测量来解决地下采空区存在与否的
地球物理前提。
2.3高密度电法原理
高密度电阻率法的基本原理与常规电阻率法完全相同，是以地下介
质的导电性差异为基础的电探方法，研究在施加外电场的作用下地下半
空间地质体传导电流的分布规律。特点是：具有较高的横向分辨率和纵
向分辨率，电极一次性布设完成，减少了因电极设置而引起的故障与干
扰；同时能够获得较为丰富的关于地电断面的地质信息。
含煤地层中介质导电性在正常情况下为层状分布特征，与地层产状
一致，呈垂向变化。当地下存在地裂缝、采空区及局部不均匀体等地质
体时，其层状分布规律将会产生畸变，而呈水平或不规则变化。地裂缝、
6
不含水空洞及采空区一般表现为高阻特征，空洞或采空区被水或泥质成
分所充填则为低电阻率反映，当采空区发生塌陷后或者由于含水量的增
加同样为低电阻率凹状反映，可见采空区部位与周围介质存在明显的电
性差异。
3.工作布置
本次勘查的要求探测深度为130m之间的采空范围。针对工作任
务与目的，野外探测主要考虑投入了瞬变电磁法和氡气测量两种物探
方法。在异常部位，加以高密度电法测量验证。
3.1瞬变电磁测深
本次电法勘探测线基本垂直地层走向。基本网度初步为20m×
10m(即点距10m，线距20m)。
参数设置以现场设置试验达最佳效果为标准通过对孔旁试验和试验
线试验的综合分析，确定了本次勘探工程的最佳施工参数，根据以往
经验初步如下：
采用大定源测量方式
1．发射线框边长选用300m×300m；
2．发射频率选用8Hz发射频率；
根据以往经验，最小探测深度在50m左右，最大探测深度约400m，
可满足勘探要求。
3.2氡气测量
测网布设参照瞬变电磁测深点位（20m×10m），两者方法可同时
进行采集。
7
3.3高密度电法测量
在瞬变测量和氡气测量后，对圈定的异常，布设剖面进行高密
度电法测量。从细节方面了解采空的位置、形态和空间位置。
高密度电法采用对称四极法排列方式进行扫描测量,设定电极距为
10m，电极总数为120，最小隔离系数nmin=1，最大隔离系数nmax=16~18，
最大探测深度约为200m，供电电源电压保证在360V，供电电流在
200mA～1500mA之间，一次电位△V1大于30mV，能保证原始测量数据的
可靠性。