在煤炭开采过程中，断层、陷落柱是不可忽视的灾害性地质异常体，它们破坏了煤层的连续性，严重降低机械化采煤的效率，甚至可以引发透水，瓦斯突出等事故，给煤矿的安全生产带来威胁。随着采煤机械化程度的不断发展，对煤矿勘探的要求也日益提高，高分辨率三维地震勘探技术以其独具的信息量大、分辨率高、控制网度密等优点，使得较准确地探测小规模断层、陷落柱等地质体成为可能。虽然三维地震已成为煤矿采区构造探测有效的技术手段，但由于小断层和陷落柱等构造所具有的分布上的复杂性和它们对地震响应的特殊性，对地震资料的解释至今仍不能完全满足煤矿生产的需要。 本文从断层、陷落柱的物性基础出发，阐述了利用地震反射波法探测小断层和陷落柱的可行性，并根据射线追踪绕射叠加和波动方程原理，设计了断层和部分陷落柱数学模型；运用正演模拟的方法，从地震波的运动学和动力学角度出发，分析了不同参数的断层、陷落柱各自的地震响应特征及其分辨率；在前人有关陷落柱延迟绕射波的研究基础上，进一步研究了陷落柱与断层、褶曲、地堑等的区别。最后，结合实际资料总结太原理工大学硕士研究生学位论文了断层、陷落柱在地震资料中的反映特征和识别标志。