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近年来,煤炭资源的开发与利用促进了国民经济的快速发展,但是煤炭资源的过度开采导致地下形成大量煤矿采空区。煤矿采空区不但引起地面沉降,造成了生活建筑、工业建筑等地面建筑的破坏,而且还会造成煤矿安全事故发生,严重制约了国民经济的发展和社会的安全稳定。因此,查明采空区的具体情况,避免煤层开采过程中突水等水害的发生,成为现在煤矿开采中亟需解决的问题。 地球物理探测具有高效、快捷、经济等特点,而且在国内外已经得到广泛利用。由于不同煤矿采空区形成的条件不同,导致形成的地球物理探测的物性条件也不一样,因此对于不同地区的采空区探测要因地制宜,选择合适的方法。目前国内外对于采空区探测的方法很多,各种方法都具有一定的优势也存在着局限。如瞬变电磁法受地面影响较小,对含水的煤矿采空区探测效果明显,但是对于高阻的异常不明显。直流电测深对低阻和高阻反应明显,但容易受到地形和地面条件影响且工作效率低。因此针对不同的采空区特征,选择合适的物探方法与技术,加上必要的钻探等手段是现在国内常用的措施。 本文从煤矿采空区的基本概念出发,首先研究了煤矿采空区的形成,对地面变化特征、水文特征、电性特征等进行了介绍和分析。从采矿学的角度分析了煤矿采空区各个特征之间的联系和影响,以及采空后造成的导水通道。然后对瞬变电磁法和直流电测深方法的原理、方法、野外施工、数据处理和解释等进行了详细的阐述。主要内容有瞬变电磁野外施工措施、滤波处理、视窗转换、多测道曲线分析、断面图分析、平面感应电压分析、富水性分析以及直流电测深的数据采集、极距选择、数据验证、数据反演与解释等。其次创新的通过周期来压分析煤层经过采动垮落形成的裂隙,即低电阻导水通道。最后结合工程实例,以瞬变电磁为主,直流电测深为辅,对煤矿采空区进行探测。通过各种验证方法验证效果是否明显,准确。