HMT挖礦

❶ 什麼是采礦陷落區

采礦陷落區又叫采空區

采空區是由人為挖掘或者天然地質運動在地表下面產生的"空洞"，采空區的存在使得礦山的安全生產面臨很大的安全問題，人員與機械設備都可能掉入采空區內部受到傷害。

由於一些地方對采空區疏於及時有效的回填和注漿治理，使中國地下采空區面積越來越大。采空區改變與破壞了地球表面和岩石圈的自然平衡，就會產生采空區塌陷等地質災害。

采空區塌陷是因礦體(層)采空、覆岩破壞引起的。埋藏於地下的各種大小礦體被采動、掘空後，礦體上部覆岩的力學平衡就會被打破。在重力和應力作用下，便產生裂隙和斷移，地下水乘虛而入，通過裂隙向采空區滲漏，這又加速了覆岩的破壞，引起岩層和地表移動，最終形成了采空塌陷區。

塌陷區不僅會導致地下水枯竭，耕地破壞，生態環境惡化，還會使當地房屋受損，道路地裂變形，高速公路、鐵路、機場等重大工程以及城市建築因處理采空區塌陷而增加建設難度和費用。此外，地表裂縫會為地下自然煤層提供充足氧氣，地下煤火會使采空區頂板承壓減弱，冒落加劇，地裂縫加寬、加長，最終形成「地裂—火區—地表裂陷」的惡性循環。

探測方法

一、重力勘探方法
重力勘探方法是利用地下地質體質量虧損或盈餘，在地表觀測他們引起的重力異常，從而確定地下地質體的分布、大小、邊界等。采空區因開采形成質量虧損，從而形成低重力異常。在煤礦采空區保存完整時，形成低值剩餘重力異常。在采空區塌陷而不充水時，質量虧損值不變，但負密度值減小而影響厚度增大；充水時,虧損質量得到一定補償,比在不充水的同樣情況下，負密度值減小。無論在采空區實際存在哪種情況，按一般規律都可測出局部剩餘重力異常。使用高密度、高精度微重力測量和適當的資料處理解釋方法,在面積上控制采空區范圍。採用數字地形多剖分體高精度地改方法及三維解釋方法，以達到提高解釋精確性。
二、電磁方法
1、高密度電阻率層析成像法
在現場測量時，將全部電極設置在一定間隔的測線上，然後用多芯電纜將其連接到程式控制式多路電極轉換器上，使電極布設一次完成。為了准確、快速地採集大量數據，測量時通過程序控制實現電極排列方式、極距和測點的快速轉換。並利用與系統配套的電法處理軟體，對採集的數據進行各種處理，結果進行圖示，使解釋工作更加方便、直觀。利用某電廠采空區和電阻率層析成像測量的結果，探討了電阻率層析成像測量在煤礦采空區和斜風井巷道中的應用，結果表明，電阻率層析成像二維測量方法在煤礦采空區和斜風井巷道的探測和定位是准確和可行的；煤礦采空區和斜風井巷道內若沒有水體存在，電阻率層析成像二維測量成果圖中一般都是高阻異常封閉圈， 如有水體存在則表現為低阻異常封閉圈。
2、瞬變電磁法
瞬變電磁法是向地下發送一次脈沖磁場的間歇期間，觀測由地下地質體受激引起的渦流產生的隨時間變化的感應二次場，二次場的大小與地下地質體的電性有關，低阻地質體感應二次場衰減速度較慢，二次場電壓較大；高阻地質體感應二次場衰減速度較快，二次場電壓較小。根據二次場衰減曲線的特徵，就可以判斷地下地質體的電性、性質、規模和產狀等，由於瞬變電磁儀接收的信號是二次渦流場的電動勢，對二次電位進行歸一化處理後，根據歸一化二次電位值的變化，間接解決如陷落柱、采空區、斷層等地質問題。該方法具有分辨能力強、工作效率高、受地形影響小、能穿透高阻覆蓋層等優勢，迅速發展成為高效、快捷的物探方法。將瞬變電磁法應用於某采空區探測，效果良好，不僅推斷出地下采空區的范圍，而且判斷了采空區的積水情況。
3、甚低頻電磁法
甚低頻電磁法一般用頻率為15～25kHz電台發射的電磁波作為場源。當電磁波在傳播過程中遇到地質體時,使其極化而產生二次電流，從而引起感應二次場，一般情況下二次場和一次場合成後的總場與一次場的振幅方向、相位均不相同,即引起了一次場的畸變。使用專門的儀器通過測量某些參數的畸變，可發現采空區的存在。甚低頻電磁法工作方法通常又分傾角法和波阻抗法兩種，在探測高阻體時，一般選用波阻抗法進行甚低頻電磁法測量，測線方向盡量與發射台方向一致或與該方向夾角最小。
4、探地雷達
探地雷達是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖，從地面通過天線T送入地下，經反射體反射後返回地面，通過天線R接收。在介質中傳播時，其電磁波強度與波形將隨所通過介質的電性質及幾何形態而變化。所以，根據接收到波的雙程走時、幅度與波形資料，可推斷介質的結構。探地雷達適用於探測深度較淺的目標體，由於可以更換不同頻率的天線，適用面較廣，且探測解析度高，在工程中的應用已經得到認同。探地雷達數據可採用專用軟體進行處理，著重進行振幅恢復、濾波、F-K濾波、反褶積處理,獲得信噪比較高的時間剖面,提高了有用信號的識別，雷達時間剖面比較真實全面地反映了地下介質的變化情況，保證了資料質量，並利用地下介質的電性差異來進行分層及查明地下異常地質體。該方法具有快捷、精確的特點,尤其是對地下采空區、人防工程洞室、地下溶洞等的探測更具有優越性。
5、MT、AMT、HMT和CSAMT法
大地電磁法（MT）、音頻大地電磁法（AMT）和高頻大地電磁法（HMT）本質上都屬於採集天然場信號的被動源頻率域電磁方法，差別在於採集信號的頻率不同，相應的探測深度和解析度不同。高頻大地電磁法（HMT）採集的信號頻率較高，最高可達100KHz，研究的深度較淺，從地下的十幾米至上千米。這個深度范圍內恰是人類礦山開采、地下工程建設、地下水資源開發等生產活動最活躍的深度。因此，高頻大地電磁法在短短的十多年來無論在理論研究，還是儀器實現方面都獲得了極大的發展，已成為中深度采空區探測的主要方法。該方法不需要人工場源，成本低廉，具有較大的勘探深度，不受高阻層屏蔽的影響，對低阻層有較高的分辨能力。
可控源音頻大地電磁法（CSAMT）是利用兩端接地的有限長導線作為發射源，使用人工源激發交變電磁場，在地表觀測電磁響應並計算波阻抗以及視電阻率進行勘探的一種方法。由於可控源電磁法具有高分率的特點，能夠在電性上地質異常，成為采空區探測的方法之一。該方法的最大的特點是採用人工場源，大大增加了電磁信號的強度，彌補了天然場源信號微弱，不易觀測等缺點。但是該方法由於場源的存在，也有著其固有的不足，如場源附加效應，近區效應，場源陰影效應，過渡帶效應及設備笨重等，在一定程度上影響了該方法的應用。