Page 223 - 煤矿安全生产与生态环境治理和发展问题研究

第六章 煤矿综采采空塌陷区生态环境治理

瞬变电磁法。瞬变电磁法属于一种时域电磁感应法。其基本原理是利用电偶
源和磁偶源，在地下采空区建立一次脉冲磁场。在一次磁场间歇间，采空区地质
体会产生感应涡流，感应涡流随时间变化会产生感应磁场，即二次磁场，也叫感
应场。二次磁场的信号可以被接收线圈或接地电极接收。由于地下介质的结构、

含水率、规模、电阻率等不同，二次磁场的衰减特性不同，通过计算程序可以得
到电阻率反演为剖面图，进而判断地下介质的性质和空间分布格局。在高阻围岩
中寻找低阻地质体，瞬变电磁法是最灵敏的方法，并且检测效率高。而且，接地
线源在后期信号更强，有利于对更深层次以及积水采空区的探索。

可控源音频大地电磁法。可控源音频大地电磁法是由人工控制场源做频率测
深的方法。通过沿 X 方向布置接地导线 AB，向 Y 方向（地下方向）提供一定音
频的谐变电流，在其一侧或两侧 60°的张角区域内，沿 X 方向布置测线，并沿
测线 X 方向观测相应频率的电场分量 Ex 和与电场分量正交的磁场分量 Hy，进

而算出电阻率和阻抗相位。该方法适用于各种场地，效率高，勘探深度、范围大，
可穿透高阻地层，有利于对中深层采空区进行勘探。
（二）煤矿采空区地面物探方法优化
煤矿勘探中，鉴于探测条件和地质环境越来越复杂，对探测精度和探测效率

的要求也越来越高。基于上述对采空区物探方法的概述，选择合理的物探方法对
煤矿采空区进行地面勘探非常重要。
采空区主要分为极浅层采空区、浅层采空区、中深层采空区和深层采空区。
极浅层采空区的探测可使用高密度电阻率法和探地雷达法。用探地雷达法探

测采空区边界范围，用高密度电阻率法探测采空区。探测时需将两者线距控制在
10m 内，点距控制在 2m 内。
一般来说，浅层采空区探测用浅层地震法、高密度电阻率法及瞬变电磁法。
浅层地震法主要探测采空区边界范围，主测线线距不超过 20m，联络测线线距不

超过 100m，道距不超过 5m。采用高密度电阻率法及瞬变电磁法探测采空区，线
距不超过 20m，点距不超过 10m。
中深层采空区的探测采用地震法、可控源音频大地电磁法及瞬变电磁法。中
深层采空区的探测中，结合各种物探方法的原理和应用情况对设备参数进行设置。

地震法探测采空区边界范围，其主测线线距应小于 40m，联络测线线距应小于
200m，道距应小于 10m；采用可控源音频大地电磁法以及瞬变电磁法探测采空区，

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