急倾斜特厚煤层采空区的地面与地下协同探测技术

"该文主要探讨了急倾斜特厚煤层采空区的现场地面与地下协同探测技术，以乌东煤矿43#煤层东翼的采空区分布预测为例，采用工程地质调查、电磁波能量传播分析以及地质雷达（GPR）等多种手段进行深入研究。通过对1050m×80m区域的多次扫描，预测了+640至+720水平80米范围内的煤岩破碎状况和50至800米垂深70米的采空区位置，为采空区预处置和灾害防治提供了科学依据。" 本文主要关注的是在急倾斜特厚煤层开采中，如何有效地探测和分析采空区，以保障煤矿的安全开采。作者强调了工程探测在预测和控制采空区灾害中的重要性，特别是对于像乌东煤矿这样大规模的急倾斜特厚煤层矿井。文章以乌东煤矿43#煤层东翼的采空区为研究对象，采取了一系列的现场调查和分析方法。 首先，进行了现场工程地质和开采条件的调查，这是了解采空区分布的基础。通过对矿区地质构造、开采历史和现状的深入了解，可以初步判断采空区可能的位置和形态。 其次，文章涉及了电磁波能量传播机制的分析，这是地质雷达探测技术的基础。电磁波在不同煤岩体中的传播速度和衰减情况不同，利用这一特性可以区分煤岩和空区，为后续的采空区定位提供依据。 关键的技术手段是地质雷达(GPR)的使用。GPR是一种非破坏性的地球物理探测方法，能够快速扫描地表下一定深度的地质结构。在乌东煤矿的研究中，通过GPR的多次扫描和复测，分析了不同走向、水平标高和垂直深度的地质雷达扫描波形和时间剖面，从而定量预测了煤岩破碎和采空区的具体位置。 通过这些探测结果，文章不仅对+640至+720水平的80米范围内的煤岩破碎特征进行了预测，还确定了50至800米垂深的70米采空区分布，这为采空区的预处置方案设计、灾害防治提供了直接指导，有助于避免类似+640水平43#煤层东翼因废弃空区火患导致的安全生产问题。 文章最后提到了不同煤岩体地球物理特征的差异性对探测方法的影响，指出已有研究采用了数值模拟、声发射、数字摄像和地表钻探等多种技术来评估采空区分布。尽管各种方法各有优缺点，但地质雷达(GPR)因其高效性和准确性，在急倾斜特厚煤层采空区探测中显示出了显著优势。 本文研究的地面与地下协同探测技术为急倾斜特厚煤层采空区的预测和管理提供了重要的理论和技术支持，对于提高煤矿安全水平、防止灾害发生具有重要意义。