煤炭采空区综合地质勘察实践思考

谢忠义

摘 要：本文就某采空厂区作为研究对象，并且通过资料收集、地质调查、地球物理探测等多种方式，来对煤炭采空区的形态以及性质进行系统研究，并且在此基础上，就煤炭采空区的综合地质勘察情况进行了分析研究。

关键词：煤炭；采空区；地质勘察

中图分类号：U212.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0144-01

1 该采空区的煤层分布情况

本次研究的采空区正处于闭坑恢复治理其，并且已经完成了矿山地质环境保护以及恢复治理项目的初步验收工作，其属于私营煤矿企业，因此在资料收集的过程中有着一定的难度。该煤层中共含煤5～6层，可采2～3层，现阶段采空区基本为13#煤，而15#煤是其最为稳定、厚度最大的可采煤层。该煤层位于石碳系上统太原组地层的地步，其砂岩为煤层的直接顶板。线状附近钻孔多揭露煤层顶板岩层比较完整，并多为薄至中厚层状构造，在对煤矿技术人员进行随访时了解到，该煤层位于河道附近的煤层顶板条件很差，因此在该区域的煤层大部分还未被开采[1]。

2 对高采空区的形态以及地质性质进行勘查

2.1 进行工程地质测绘

借助于共层地质测绘工作，能够对采空区的范围进行确定，其主要工作包含工程地质的调查、具体采矿情况的调查以及地表变形状况的调查等等。其目的在于进行资料的收集，并且进行采空区分布位置以及探测范围的确定，并且能够会后续的探测方案提供一定的数据支持。

2.2 地球物理勘探

为了对采空区的形态以及分布情况进行研究，就需要对该区域进行地质雷达勘测，同时需要运用地震CT技术，凯进行直达波地震勘测，就地震勘探与地质雷达勘探的结果进行对比，并在此基础上得出一个较为准确的结果[2]。

地质雷达探测：（1）原理：地质雷达是由发射部分与接收部分所构成的，其发射部分是能够产生高频脉冲波以及可以对外进行电磁波的天线而构成的，并且以60°～90°的角度来对地下进行高频电磁波的发射。电磁波在传播过程中一旦遇到电性反界面就会出现反射现象，该反射波被接受天线所接受，所接受到的信息经过相关软件进行处理之后，就会形成反射波形，并且能够对地下的目标体情况进行反映。（2）场地勘探线的布置：在本次研究中采用了250MHz与100MHz的天线进行探测，其探测的深度范围为30m以内，借助于地质雷达的测试，就可以得到该采空区的分布情况。（3）探测结果：地质雷达主要是通过地下介质的电性差异来对地下的一些异常地质体进行查明。而煤层的采空区都是在煤层开采之后而形成的，因此其介电常数也存在着较大的差异性。在探测过程中，煤层会形成一些具备有较强能量的雷达反射波，并能够反应出该采空区的地质分布情况。在采空区顶板冒落时，其岩层遭受到破坏，这样不仅会造成煤层与顶底板之间的电性差异不存在，还会出现电磁波吸收衰减非常严重这一状况。在雷达的剖面上还会出现局部的反射波终端等异常反应。而借助于上述依据则能够对该采空区中的雷达剖面进行合理的地质结石，并且对该采空区范围内的冒落情况进行准确定位。

直达波地震CT探測：（1）原理：地震CT作为一种新型的勘探方法，其物理基础是运用地质体与结构的波速以及衰减特性。通常情况下，地震CT可以借助于地震波射线来对地质体结构进行透视，并且能够通过其波速情况以及衰竭情况的分析，来进行该地质体内部结构情况的分析。（2）进行地震CT勘探观察系统的布置：在本次研究中，该煤矿采空区场地存在有13#与15#这两种煤层采空层，因此进行激震的深度应当分别选择13#与15#的顶底板上面。对各个煤层进行跟踪测试，并借助于对反应数据的综合处理，就能够得出该13#煤与15#煤波速综合平面的示意图。

2.3 进行工程钻探

工程钻探是借助于点的方式来对地下开采情况进行反映的一种勘探方法，借助于工程钻探的方式能够对该区域的岩性特点、RQD值以及煤芯的采取率等数据进行有效收集，并且能够借助于对比钻探以及物探结果的方式，来对该次物探结果进行修正，并且获得综合判断地下开采情况的目的。在本次研究之中，其采空区的钻探工作中，总共布置了4个钻探孔。在各钻孔查明之后的具体采空情况如：（1）Z1钻孔在钻探的过程之中总共发现了13#与15#两层煤，其中13#煤中存在有采空区，而15#煤中未见采空区。（2）Z2钻孔在钻探过程中发现13#与15#两层煤，均为发现采空区。（3）Z3钻孔在钻探过程中发现15#煤层，并未发现采空区。（4）Z4孔在钻探过程中只发现了15#煤层，并且发现存在采空区。

3 结语

本文就借助于工程地质测绘、地球物理勘探以及工程钻探勘探的方式，来对该煤炭采空区中的形态分布情况以及其坍塌压密情况的地质性质进行了勘探分析，并且在传统勘探的基础上来构建了一整套系统研究煤炭采空区地下形态的分布以及性质的方法，采用该方式能够对煤炭的采空区进行系统全面的勘探工作，并且可以为后续采空区的稳定性研究工作奠定一个坚实的基础，因此说对煤炭采空区综合地质勘察工作进行进一步的研究具有着重大的意义。

参考文献

[1]贺斌，朱朦.煤炭地质勘查中的综合勘察技术分析[J].科技与企业，2014（9）：193.

[2]武有为.采空区治理技术与实践[J].能源与节能，2016（7）：127-128.