刘家豪，朱国维

中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院，北京 100083

陷落柱是一种较为复杂的地质构造现象，在华北地区的大部分煤田中分布广泛。陷落柱结构特殊，大多埋藏于地下，出露于地表的很少。其分布具有大小不等、单独出现、规律性差等特点，除直接塌陷至地表外，一般很难进行有效的地质预测。陷落柱的存在不仅造成煤炭资源损失、影响采掘生产，而且可以为地下水提供导升通道，若是在近水体开采时容易引发突水溃沙灾害，尤其是陷落柱的突水水源多为强大的奥灰水，突水后水量呈台阶状跳跃式增长，迅猛异状，其峰值可高达每小时数万至数十万立方米，严重威胁着矿井的安全[1-6]。

随着三维地震的应用，对陷落柱探测的成功率得到提高，但实际应用时，常存在对陷落柱的错判、误判及地震解释陷落柱大小与实际不同等问题。其主要原因除地震勘探方法受地形、地质条件、处理方法、对陷落柱的地震响应特征研究还不够等影响外，陷落柱勘探的观测系统设计也是影响陷落柱勘探精度的一个重要方面。此外，常规煤田三维地震勘探中观测系统参数的设定，往往还要考虑施工效率、成本投入等因素。因此，针对陷落柱探测的观测系统还有待优化。

1 陷落柱形态特征及响应规律

国外地质条件复杂的煤田很少开采，因此国外学者对煤矿陷落柱的关注及研究极少[7]，而对陷坑岩溶塌陷[8]的特征和形成原因方面，一些学者进行了研究。……