贾豫葛，刘志新

(中国矿业大学 资源学院，江苏 徐州 221116)

1 引 言

煤矿采空区是指由于煤炭资源的开采而造成的地下空腔，这些空腔充满气体、水体或者淤泥等。经过多年地下煤炭资源的开采，地下采空区空间越来越大，随着开采过程的进行，有些巷道与峒室将被破坏，而另一部分则随着矿井的废弃而遗留在地层深处，成为永久性的废弃地下空间。这些废弃地下空间为后续的安全生产和生活都留下安全隐患，而且还会引发地面沉陷和地下水污染等一系列环境问题。

经过一段时间的失稳变形之后，煤矿采空区上部地质围岩在上覆荷载自重应力作用下发生沉陷和塌落，周边围岩破碎，出现应力撕裂裂缝。一般情况下，采空区的塌陷在垂直方向上可分为三带，如图1所示：①冒落带，煤层采空上部岩层出现坍落；②裂隙带，坍落带上方岩体因弯曲变形过大，在采空区上方产生较大的拉应力，两侧受到较大的剪应力，因而岩体出现大量裂隙，岩石的整体性受到破坏；③弯曲带，裂隙带以上直到地面，在自重应力作用下产生弯曲变形而不再破裂。

图1 煤层采空区塌陷垂直“三带”示意图

查明采空区的位置、范围和深度等,需要应用地球物理勘察方法。采空区形成后随着时间的推移，可能出现积水、充填等各种状态，使采空区周围的地质构造出现变化，从而引起采空区的地球物理特征的变化。刘菁华等[1]和程建远等[2]探讨了煤矿采空区及采空区塌陷的地球物理特征及地球物理探查方法。……