淺埋煤層采空區直流電法探測水槽模擬試驗研究

解海軍，屈婷婷，李志強

（1.西安科技大學 地質與環境學院，陜西 西安 710054；2.陜西省煤炭綠色開發地質保障重點實驗室，陜西 西安 710054；3.中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077）

0 引 言

近年來我國發現的地質災害中有50%是人類活動造成的，包括地下水開采塌陷、水庫誘發地震以及礦區采空塌陷，其中煤礦開采造成的采空區是引起地質災害的主要原因之一。 煤礦開采后形成的地下采空區會導致大面積地表沉降、地面建筑物、交通設施以及生活基礎設施都遭到破壞。 特別是淺埋煤層（埋深不超過150 m）開采后造成的采空區由于其埋藏淺，造成的地質災害和環境影響更為嚴重。 有效利用物探手段對采空區進行勘探和評價，進一步加強對礦區采空區的管理具有一定的實際和理論意義［1-4］。

目前，關于煤礦采空區的勘探方法較多，主要有地震勘探、瞬變電磁探測及直流電法探測等方法，不同的探測方法具有不同的探測條件。 實踐證明，對于淺埋煤層采空區，直流電法探測具有良好的探測效果［5-8］。 煤礦采空區的正演模擬可以從原理上分析不同電性煤礦采空區在測深斷面上的響應特征，確定不同探測方法的優缺點以及適用性，更好地為采空區探測提供依據［9-12］。 在直流電法勘探正演中，數值模擬計算量大且結構復雜，相比較而言物理模擬條件易控制且便于實現［13-17］。 在物理模擬方面，李昊［18］在研究三維高密度電阻率法物理模擬試驗中采用不同的幾種裝置類型，用十字交叉法進行了數據采集，研究了地質異常體的高密度響應特征；……