煤矿地质灾害特征及勘探思索

我国是一个能源大国，在能源结构中，煤炭占到70以上，但由于特殊的原因，在我国煤矿生产和建设中，发生了大量的煤矿地质灾害，造成了极大的经济损失和严重的人员伤亡。因此，利用科学手段有效防治煤矿地质灾害势在必行。

1煤矿常见地质灾害及其地球物理特征

我国的煤矿地质灾害主要有矿井突水灾害、煤与瓦斯突出灾害、陷落柱、断层、采空区、塌陷等。地球物理勘探方法研究煤矿地质灾害，主要是通过研究地质体的物性（电性、密度、弹性、放射性等）差异来解决相应地质问题。

（1）矿井地质灾害中的陷落柱问题。陷落柱是一种重要的煤矿地质灾害，为我国北方煤矿机械化综采的主要障碍之一，在综采前探明采区陷落柱的位置和分布具有重要意义。一般认为陷落柱的发育与奥陶系灰岩的古岩溶密切相关，岩溶裂隙在水化学溶蚀和水动力作用下不断发育和扩大，其周围地层受重力作用而塌落下沉口]。通常陷落柱为地下水的良好通道，易诱发矿井水患，同时，其破坏了煤层的连续性，影响着煤矿生产工作的正常进行。煤矿陷落柱在平面上是一个封闭的、形态各异的拟圆形、椭圆形等，在空问上呈漏斗状、柱状、串珠状、桶状等。陷落柱由塌陷岩块堆积组合而成，与周围正常岩层相比，坍塌岩块大小悬殊、棱角分明、形状各异、比较松散、成分复杂，在陷落柱与煤层或围岩的接触边界两侧存在着明显的密度、电性、速度、波阻抗、放射性等物性差异。因此，可以采用地震、电法、无线电波透视、重力等手段研究这些物性差异，达到探测煤矿陷落柱的目的。

（2）矿井地质灾害中的采空区及塌陷区问题。在煤层采空区，因岩体垮落破碎，区域构造、煤体结构、含水度等发生变化使得采空区、冒落带及裂隙带表现出较强的物性异常，为利用物探技术探测采空区提供了物理前提。其物性变化复杂，受冒落带及裂隙带范围、含水程度、围岩岩性及充填性等多种因素的影响。对于发育程度低的冒落带、裂隙带，其电阻率高、波速低。当采空区充水时，其表现出低阻特征；当采空区不充水或充水少时，又表现为高阻特征。而且，在煤矿开采的不同阶段中，冒落带、裂隙带的发育程度、采空区充填性及含水程度也常发生较为显著的变化，采空区物性也处于不断变化的过程中。