采空区地球物理勘探技术方法
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。
煤矿采空区常用地球物理探测技术分析对比-大冶金
显，而 籽s 、籽s 曲线变化明显，籽s 呈现低值，籽s 呈现高 值。对比同期施工的瞬变电磁法资料和收集的采空 区资料，采空积水区的位置基本一致，表明推断基 本准确[1]。
1 000
异常区 100 籽s
异常区 异常区 异常区
籽s
籽s 10
5 000
5 200
5 400
5 600
5 800
/2/m
图 1 L5240 电剖面法视电阻率曲线
2 常用ห้องสมุดไป่ตู้空区物探技术分析
2.1 电剖面法 2.1.1 工作原理
电剖面法采用固定极距的电极排列，即针对某 一深度沿测线逐点供电和测量，获得视电阻率剖面 曲线，以了解地下一定勘探深度内沿测线方向上岩 石的电性变化。正常情况下地层的电性变化有一定
收稿日期：2017-04-05 作者简介：冯鹏，男，1988 年生，2012 年毕业于山东科技大学地球物 理学专业。现为山东金岭铁矿生产技术中心助理工程师，从事物探 工艺技术及管理工作。
主要施工参数：大定源回线装置采集，发射线框 600 m×600 m，发射频率 8.33 Hz，发射电流 10 A。
图 2 为 L580 瞬变电磁法视电阻率剖面图和地 质剖面图，图中存在两处明显的低阻异常，一处位于 1 煤和 3 上煤深度，桩号 340～660 之间，该异常呈 长条状圈闭，且形状顺着煤层方向，视电阻率值在 20～40 Ω·m 之间，明显小于背景电阻率。推断在该 位置，1 煤或 3 上煤存在采空积水。另一处位于 8 煤 深度，桩号 720～780 之间，该异常呈圆形圈闭，视电 阻率值＜40 Ω·m。通过对比相同位置采集的直流电 测深法资料和可控源音频大地电磁法资料，发现在 第一处异常区均有异常反应，表明推断较可靠[3]。
采空区物探工作实施方案
采空区物探工作实施方案一、背景。
采空区是指煤矿开采完毕后形成的空洞区域，通常情况下存在着一定的瓦斯积聚和矿压变化等安全隐患。
为了有效地监测和管理采空区的情况，保障矿山安全生产，需要进行采空区物探工作。
本文档旨在制定采空区物探工作的实施方案，确保工作顺利进行。
二、实施方案。
1. 调查研究，在实施采空区物探工作之前，需要对矿山地质情况进行全面调查研究，包括采空区域的位置、范围、深度、瓦斯含量、矿压情况等方面的数据收集。
通过地质勘探技术，获取采空区地质构造、岩性分布等信息，为后续工作提供准确的数据支持。
2. 技术准备，针对采空区物探工作的特殊性，需要准备相应的技术设备，包括地震勘探仪、电磁仪、测量仪器等。
确保设备完好，操作人员熟练掌握使用方法，保障工作的准确性和高效性。
3. 实地勘测，在技术准备工作完成后，组织专业人员进行采空区的实地勘测工作。
通过地震勘探、电磁勘探等技术手段，获取采空区下方的地质构造、瓦斯分布、矿压情况等重要数据。
同时，对采空区地面进行测量，获取采空区范围、形状等信息。
4. 数据分析，采集到的各项数据需要进行综合分析，形成完整的地质勘探报告。
通过对数据的分析，可以准确评估采空区的安全隐患程度，为后续安全防范和治理工作提供科学依据。
5. 安全防范，根据采空区物探工作的结果，制定相应的安全防范措施。
对于存在瓦斯积聚的区域，需要加强通风系统建设；对于存在矿压变化的区域，需要进行支护加固等工程措施。
确保采空区的安全稳定。
6. 监测管理，采空区物探工作不是一次性的任务，而是需要进行长期的监测管理。
建立健全的监测体系，定期对采空区进行监测，及时发现和处理安全隐患，确保矿山安全生产。
三、总结。
采空区物探工作是矿山安全生产的重要环节，对于保障矿山安全具有重要意义。
通过制定科学合理的实施方案，可以有效地开展采空区物探工作，及时发现和处理潜在的安全隐患，确保矿山安全稳定。
希望各相关部门和人员能够严格按照本方案的要求，认真履行工作职责，共同维护矿山安全生产。
采空区勘查新技术及应用
采空区勘查新技术及应用采空区危害巨大，但是目前常用的物探方法都难于准确探测。
以非均匀地质模型为基础的SSP地震散射技术作为一种新的地震勘探方法，通过波场分离、速度分析、偏移成像技术，可获取地层波速与地质界面信息，依据低速区分布与界面形态综合判定采空区，提高了采空区勘探的准确度。
该方法还具有分辨率高、准确性好、探测深度大和图像直观等特点，适合复杂地形、地质条件的采空区勘探，并在大量应用中取得了令人满意的结果。
1采空区探测技术及发展采空区对采矿安全、交通、水利水电设施、地面建筑等构成严重威胁，目前己经成为我国隐蔽致灾的主要原因之一。
我国采空区数量巨大，并且仍在快速地增加，然而矿区的地形、地质条件往往非常复杂，再加上采空区地表变形与地面塌陷影响，使采空区勘查变得十分困难。
目前虽然有一些物探方法可用，但应用效果并不理想。
目前探测采空区使用的物探方法主要有反射地震方法和电磁方法,这两种方法都存在一定局限性。
反射地震方法基于分层均匀的地质模型⑴，层状地质结构条件下勘探效果好，但对于采空区这样的纵、横向地质条件均剧烈变化的地质体，层状模型不再适用，反射地震方法勘探效果不突出。
采用电磁方法（包括CSAMT、瞬变电磁、高密度电法、电导率等方法）勘探，对于含水低阻采空区，其勘探效果较好；若采空区不含水，则采空区表现为高阻，与高阻围岩难以区分，探测效果欠佳。
由此可见，上述两种方法都有局限性，有必要发展采空区探测新技术。
地震散射技术是以非均匀地质模型为基础的地震勘探新技术。
地震散射分前向散射与背向散射,前向散射研究非均匀地质条件对地震透射波的影响,它是地球深部构造探测的基础；背向散射是研究非均匀地质体的地震散射回波特性，是地震散射勘探技术的基础。
对前向散射的研究开始较早，始于上世纪70年代，Aki 等（1976）研究天然地震波通过地球深部构造区的走时与衰减特性，建立了利用天然地震波走时反演深部构造的地震方法。
在国际地壳与上地幔计划、地球动力学计划和岩石圈计划的推动下，全球范围内掀起了利用天然地震资料研究地球深部构造的热潮⑵。
露天煤矿关于采空区勘探与治理技术及其方法
露天煤矿关于采空区勘探与治理技术及其方法摘要：露天煤矿在作业开采过程中时，都会遇到不同的环境变化，特别是在遇到老区或空巷。
由于在先前井下开采中极易造成地质环境的变化形成采空区，不利于在露天开采作业时的安全，制约了我国矿山企业的可持续发展。
所以，在保证人身安全和作业设备的安全前提下，要特别重视露天煤矿复杂采空区勘探的方法，只有使用合适的方法，才能够提前保护人员不受到伤害和设备不受到损害，进而有效地控制灾害发生。
本篇报告将主要探讨露天煤矿复杂采空区勘探与治理技术及其方法。
关键词：煤矿勘探技术；煤矿治理技术及方法；复杂采空区引言采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。
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，如何对地下采空区的分布范围、空间形态特征和采空区的冒落状况等进行量化评判，一直是困扰工程技术人员进行采空区潜在危害性评价及合理确定采空区处治对策的关键技术难题。
1采空区勘探方法当井下开采完成形成采空区后，再进行露天开采时对露天采矿工程的危害是显著和累积叠加的。
其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式。
1.1采空区地球物理勘探该处理方法阶段应以收集资料、工程地质调查、采矿情况调查为主，辅之以大比例尺航卫片解译，必要时可布置少量勘探工作。
其工作内容是：收集矿区地质图、综合地质柱状图、剖面图、采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、沉降观测等有关资料；调查勘察范围内的气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特征；调查勘察区内采空区(空洞)的分布及开采时间、范围、深度、采厚、开采方法、采取率、顶板岩性和厚度、顶板管理方法及远景开采规划，在有条件的地方宜进行井下调查、测量、测绘出采掘工程平面图，查明采空区的顶板塌陷及积水情况，调查采空区覆岩破坏、地表陷落、建筑物破坏特征及其与采空区开采边界的关系，划分出中间区和边缘区，调查由于地表塌陷而引起的其他不良地质现象类型、分布位置和规模。
煤矿采空区地面综合物探方法
煤矿采空区地面综合物探方法摘要：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。
实践表明,地震法适用于采空区地表无松散层、声音干扰较小的区域,不受地面导体或高压线的干扰,对于房柱式采空区勘查具有明显优势。
近年来还发展了四维地震勘探技术。
1.5可控源音频大地电磁法和音频大地电磁法可控源音频大地电磁法(CSAMT)和音频大地电磁法(AMT,代表性的为EH4电磁成像系统)均属于频率域电磁法,其中CSAMT由低频到高频全部采用人工场源、受场源影响收发距较大(一般5~10km)、测点分布需平行于供电电极AB方向、施工效率高;而EH4仅在高频段采用人工场源、收发距较短(400~500m)、测点布置灵活、因需频繁移动发射站点且进行张量测量,精度较高但施工效率低。
地球物探方法在煤田采空区的应用
地球物探方法在煤田采空区的应用摘要：采用多种方法测量，能够准确地解释岩，煤层的深度，厚度和结构。
利用相适应的物探仪器测量工作区域的岩(矿)体各种物理性质的信息，应用有效的处理方法从中提取出需要的信息。
本文介绍煤田测井工作应用概况，总结了地球物探方法在煤田采空区的应用。
关键词：地球物探方法；煤田采空区；应用；煤层采空区其密度、磁性、电性、弹性等物理性质与围岩相比有较大的差异，因此采用地球物探方法能够有效的探查煤层采空区的位置和范围。
一、煤田采空区的现状煤田采空区是人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”。
采空区的存在使得矿山的安全生产存在很大的安全威胁，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。
煤炭开采造成地面塌陷，产生大量地裂缝，造成大量的地表设施损毁。
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，如何对地下采空区的分布范围、空间形态特征和采空区的冒落状况等进行量化评判，一直是困扰工程技术人员进行采空区潜在危害性评价及合理确定采空区处治对策的关键技术难题。
目前，地下空区已经成为制约矿山发展的一个重要难题，随着矿山向深部开采，地压增大，地下空区在强大的地压下，容易发生坍塌事故，尤其对地下转露天开采的矿山影响很大；地下开采残留大量的采场、硐室、巷道没有进行及时处理，对露天开采带来了严重的隐患，同时给矿山工作人员和设备带来严重的威胁。
自20世纪末以来，我国矿业开采秩序较为混乱，非法无序的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。
致使矿山开采条件恶化，引起矿柱变形、相邻作业区采场和巷道维护困难，井下大面积冒落、岩移及地表塌陷等，更为严重的是采空区突然垮塌的高速气流和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏，这些都给矿山安全生产构成严重威胁，并造成环境恶化、矿产资源严重浪费。
为了解决这一严重问题，技术人员需要充分应用和深入研究地球物探方法，为采空区的处理提供可靠的理论依据，从而确保作业工人和设备的安全。
多种地球物理勘测方法在金矿采空区勘查中的应用
多种地球物理勘测方法在金矿采空区勘查中的应用王如喜（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250000）摘 要：地球深部勘查技术是剖析深部地质体结构的基础，也是找矿预测、工程建设设计的主要依据，不同的地球物理勘测方法适用的勘测条件不同，其勘测精度及深度也不相同。
为了提高某金矿采空区勘测准确率，本文选择多种地球物理勘测方法进行对比分析，通过钻孔验证：在东耿家调查区综合解译采空区2处，矿化蚀变带1处，裂隙发育区3处；西周各庄调查区综合解译采空区2处；西马台石调查区综合解译采空区4处，裂隙发育区1处。
关键词：地球物理勘测方法；金矿；采空区中图分类号：TD166 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）11-0058-2收稿日期：2019-11作者简介：王如喜，男，生于1985年，汉族，山东济南人，本科，物化探中级工程师，研究方向：地球物理勘探。
山东是我国重要的黄金储备基地，区域金资源丰富，但随着金矿资源的开发与利用，形成了较多的井下采空区，限制了金资源的开发与利用进程，同时造成了一定的安全隐患。
此时，有针对性的查清金矿采矿区位置、范围以及埋深的空间分布规律，不仅有利于进一步设计开采范围，提高资源利用率，还可以有效的预防采矿塌陷等事故的发生[1]。
基于此，本文以某金矿采空区勘查为例，分析多种地球物理勘查方同法在该领域的应用。
1 研究区基本概况为了调查某金矿采空区分布特征，本文选择高密度电阻率法、视电阻率测深法和瞬变电磁法剖面测量对井下深部采空区进行调查研究。
根据该金矿床地质特征，调查范围内地质体分为粘土层、基岩风化层、水、砂岩、花岗岩、石英脉、采空区（充水或不充水）等介质，其中，花岗岩、石英脉等岩浆岩或者黑云角闪花岗闪长质片麻岩的视电阻率较高，一般介于102Ω·m ～105Ω·m，粘土层、砂岩等沉积岩的视电阻率较低，一般为1Ω·m ～103Ω·m ；采空区或者充水的破碎带等部位往往表现为低阻特征[2，3]。
某小煤窑采空区地球物理勘探技术应用
型， 该方法考虑了滑动面的三维特征及滑体 内部的相
互 作 用 ， 以较好 地 反 映 边 坡 失 稳 的机 理 。通 过 和 二 可
［ ］ 李同录 ， ８ 王艳霞 ， 宏科． 种改进 的三 维边坡 稳定 性分 析方法 邓 一 ［ ］ 岩土工程学报 ， ０ ， （ ） ６ １ ６ ４ Ｊ． ２ ３ ２ ５ ：１ — １ ０ ５
６ ２
铁
道
勘
察
２１ ０ １年第 ４期
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 ， 且采 取相 应 的治理 措施 ， 并 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 。
体漏失 ， 地表基本无径流本区水文地质条件一般 。
桩 ＋ 表 排水 的方 案对 滑坡 进行 治理 。 地 参
版 社 ，９ ７ １９
考
文
献
［ ］ 李功伯 ， １ 谢建消． 滑坡稳定性分 析与工程 治理 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 震出 地 ［ ］ 陈祖煜． ２ 土质边 坡稳定分 析一原理 、 方法 、 程序 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国水 利水 电出版社 ，０ ３ ５ ３— ５ ２ ０ ：３ ５ ９
果为 ０９ ６ ， ．７ ） 此时滑坡体处于极 限状态 ， 存在失稳 的 可 能性 ， 能达 到 安 全要 求 。为 了确保 宝成 铁 路 的安 不
全 正 常运 营 ， 做好 护 坡 的 防 、 水 工 程 ， 着 不 留后 应 排 本
患 的原 则 ， 议 对 巨亭滑 坡做 出必 要 的治理 。 建
Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｆ Ｇｅ ｐ ｙ ｉ ａ ｐ ｏ ａ ｉ ｎ ｉ ｏ ｋｅ ｏ ｔ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｈ ｓｃ ｌＥｘ ｌ ｒ ｔｏ ｎ Ｗ ｒ ｄ－ ｕ
采空区探测的基本方法和初步工作方案样本
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它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. 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, 经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一般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”。
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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。
(2)收集矿层开采的范围、深度、厚度、时间和方法等信息。
(3)进行现场踏勘，确定地表的变形特征和分布。
(4)确定采空区周围的抽排水情况。
3.2选取物探方法
根据采空区地层条件及其地球物理特性，并且结合前期工作所取得的资料，
选择最优的物探方法，表一是一些采空区常用的物探方法。
选择合理的物探方法，不仅可以节省成本，提高工作效率，最重要的是使所得结果精度高并且更符合实际。
表1常用的采空区物探方法
3.3验证物探成果
(1)物探成果可以指导钻探工作的布置，做到有的放矢，从而避免了盲目布孔的浪费，缩短了勘察周期。
(2)钻探工作也同样是对物探成果的验证:采用清水循环钻进，在某一段内漏水严重或钻探过程中有掉钻、卡钻等异常情况发生，即验证了采空区的存在。
(3)综合对比分析物探与钻探成果会使勘察效果更好。
4采空区勘查作业中物探技术的应用分析
4.1瞬变电磁法的应用分析
现阶段瞬变电磁法应用较为普遍与广泛的仪器设备为基于轻型专业的TEM设备，此类型设备最为显著的应用优势体现在其较高的自动化水平、较高的抗干扰能力以及持续性的监督控制。
更为关键的一点在于:在物探作业过程当中，结合采空区实际情况所生成的相关数据信息能够借助于微机控制得以完整性储存，以备调用及回放。
在本文所列举的采空区勘查作业实际情况当中，勘查作业的实现需要在中心回线装置的辅助下予以完成。
实践应用过程当中发现:这种同点装置能够确保与采空区地质勘查对象耦合属性的最优化，在简化响应曲线的同时具备更为优越与稳定的接收电平。
为确保瞬变电磁法应用过程中所选取的装置能够充分符合采空区勘查作业实际要求，需要通过综合比选的方式予以确定。
4.2地质雷达法勘探的应用分析
地质雷达也称探地雷达，利用高频电磁波束在波阻抗界面上的反射来探测有关的目的物。
具体工作时，发射天线和接收天线紧贴地面，由发射机发射短脉冲电磁波经发射天线辐射传入大地，电磁波在地下传播过程中遇到介质的分界面后被反射或折射，反射回地面的电磁信号被接收天线接收，根据反射回信号在时间坐标上的传播时间和相应的振幅相位变化特征，即可以判读界面的存在深度及其电磁相应性质。
对于地质雷达资料的定性解释，一般来说，在实测的地质雷达剖面上，如果以入射的电磁波脉冲为正方向，出现反相反射，意味着电磁波遇到了介电常数高的介质（如从空气入射到地下介质）若出现同相反射，意味着电磁波从介电常数大的介质进入介电常数小的介质（如从地下岩体进入采空区空洞时）。
4.3采空区勘查作业中高密度电阻率法的应用分析
采空区勘查作业实际过程当中应用温纳装置以及单边三级测探装置完成整个物探处理。
在应用温纳装置的过程当中进行采空区勘查的过程当中，所获取的数据信息能够形成基于倒梯性的二阶段面电性分布情况。
然而考虑到在应用此装置进行采空区物探勘查的过程当中可能存在地下空间盲区，因此还应当配合对单边三级探深装置的应用。
实践研究结果表明，这种以矩形结构方式所进行的地点断面获取数据能够从根本上消除空间探查盲区。
特别值得注意的一点在于:相比于单边三级探深装置所提供的数据信息而言，温纳装置所采集数据的分辨率水平明显更高。
基于对这一因素的考量，建议在资料解释过程当中以有关温纳剖面的分析为主。
5各种电法勘探方法推断采空区度弃矿井洞及勘探深度
(l)高密度电法
①首先从KS断面等值线图上识别低值KS异常,异常范围一般较采空区废弃矿井洞范围要大一些,这是由于采空区废弃矿井洞周围具有较为发育的裂隙,KS异常是采空区废弃矿井洞及裂隙的综合反映。
②从较大规模、异常幅度较大的KS异
常中推断采空区废弃矿井洞的存在和范围,这是由于采空区废弃矿井洞相对较大的电性差异所引起的。
③从KS断面等值线图上识别低值KS异常,在整个断面控制范围内无法用一个统一的KS值。
因为KS异常存在于电阻率随深度增加而增加的趋势中一次导数尚未彻底消除这一趋势,低值KS异常只能是反映一定范围采空区废弃矿井洞异常。
④对于地形起伏,小路、沟渠等引起的的一次畸度造成的异常,根据野外工作记录进行剔除。
(2)GDS法
该方法是在传统电法勘探的基础上发展起来的,其基本原理是依据所探测的地层(或目标物)的电性在深度方向上变化率的大小来推断地质情况的,其推断原则基本同高密度电法。
(3)地震映像法
地震映像资料的分解以地震映像时间剖面图为基础。
图中各波的时序分布关系与形态特征是地层地质现象的客观反映、地震映像时间剖面图中各波组同相轴能量变化、频率变化、扭曲错动等物理现象是判断采空区废弃矿井洞断裂构造的依据。
即依据映像资料在运动学和动力学方面的变化特征来分析地下介质的非连续性和各向异性变化,从而推断采空区废弃矿井洞的发育范围。
(4)物探深度
结合各物探工作方法的工作性质,特点及以往采空区废弃矿井洞勘察方法所积累的资料,成功的经验可得:为了提高勘察的分辨率,获得较准确的采空区废弃矿井洞存在信息,高密度电法采用四极装置,勘探深度一般小于50m;GDS法采用四极测深装置,勘探深度一般在30m左右,地震映像法勘探深度一般在30m左右。
结束语：
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。
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