三維地震勘查采空區(qū)及其對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重要性

王林燕（中國煤炭地質(zhì)總局物測隊(duì)，河北 邢臺(tái)054000）

1 采空區(qū)在三維地震時(shí)間剖面上的反映和分類

下面就三維地震時(shí)間剖面上各種采空區(qū)的反映形態(tài)情況進(jìn)行匯總解釋并分析定論。

1.1 某片區(qū)域單層煤被采掘一空并且未發(fā)生坍塌的采空區(qū)

第一種采空區(qū)，采空煤層單一，形狀規(guī)則，邊界清晰支護(hù)完整，如果不是露天煤礦，上下巖層比較穩(wěn)定，則發(fā)生坍塌事故可能性很小，可以認(rèn)定為安全。后續(xù)采煤施工可以安全進(jìn)行。

如果將來封閉礦井，建議采取充填法進(jìn)行填充，防止經(jīng)年以后對(duì)地上建筑物造成不安全隱患。

1.2 上下多個(gè)煤層同被采空，頂層及夾層破碎坍塌的采空區(qū)

第二種采空區(qū)，由于上下多煤層同被采空，即便采空邊界一致性好、支護(hù)完整，也有將來發(fā)生塌陷事故的可能，認(rèn)定較為安全。后續(xù)采煤施工可以安全進(jìn)行。

如果將來封閉礦井，建議采取充填法進(jìn)行填充，防止經(jīng)年以后對(duì)地上建筑物造成不安全隱患。

1.3 單個(gè)煤層被不規(guī)則不連續(xù)采去，形成不規(guī)則的多個(gè)相鄰采空區(qū)

第三種采空區(qū)，由于單層被不連貫采空，支護(hù)不容易穩(wěn)固，存在隨時(shí)發(fā)生坍塌可能性，認(rèn)定較為不安全。后續(xù)采煤施工要小心防范。

1.4 上下多個(gè)煤層分別被不規(guī)則不連續(xù)采去，形成不規(guī)則的多個(gè)相鄰采空區(qū)，這是最不安全的情況

第四種采空區(qū)，由于多層被不規(guī)則采空，每個(gè)煤層有著各自不同的采空邊界，支護(hù)難以保證該片區(qū)域不發(fā)生坍塌，任何一個(gè)采空層的頂層塌陷，都會(huì)引起上部采空煤層的支護(hù)失去應(yīng)有的作用，從而發(fā)生連鎖塌陷事故，認(rèn)定為不安全。后續(xù)采煤施工建議遠(yuǎn)離到足夠安全范圍進(jìn)行。

2 勘察采空區(qū)的三維地震報(bào)告必須注明的問題

以勘查采空區(qū)為勘察目的的三維地震勘探報(bào)告，除了預(yù)測各個(gè)煤層起伏形態(tài)、煤層厚度、煤層間距和斷層、陷落柱、褶曲外，還必須指明采空區(qū)的個(gè)數(shù)、位置、可靠程度、邊界范圍、并在平面圖和剖面圖上標(biāo)明。

報(bào)告應(yīng)該特別注明的事項(xiàng)：

勘查出的可靠且容易發(fā)生坍塌事故的不穩(wěn)定采空區(qū)，提醒礦方建井及巷道布設(shè)時(shí)注意避開。

對(duì)勘查出的采空區(qū)邊界有偏大的誤差需要加以注明。

對(duì)于疑似采空區(qū)，個(gè)別地段解釋資料同相軸雜亂，有施工困難原因造成、有私人采掘不規(guī)范原因造成、有疑似溶洞陷落柱原因，應(yīng)該提醒成果使用方加以注意，做好安全防范。

3 礦區(qū)有效運(yùn)用三維地震勘探報(bào)告

規(guī)避采空區(qū)實(shí)施開采和進(jìn)行防范

淺層采空區(qū)，除了危及礦井開采人員安全，還可能引起地表塌陷危及地上建筑物和居民生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.1 對(duì)新采空區(qū)應(yīng)該采取的幾種處理方法

（1）為開采需要，首先挖掘賦存煤炭位置到礦井豎井之間的橫向巷道，除了挖走煤層以外，相鄰上下巖層的巖層礦石和渣土也一同被運(yùn)出直接形成的空腔，也屬于新采空區(qū)的一種，礦井封閉前應(yīng)進(jìn)行充填處理。

（2）采煤只采空了上部煤層，下層煤層有待開采，這種新采空區(qū)通常用煤柱支撐處理，必要時(shí)采取注水充填處理。

3.2 對(duì)舊采空區(qū)應(yīng)該采取的幾種處理方法

（1）對(duì)老采空區(qū)，單層煤在很久以前遭受開采，但上部頂板并無塌陷的采空區(qū)、上下煤層被規(guī)則開采邊界整齊一致的，都可以通過用看、聽、算、測等方法評(píng)估預(yù)測采空區(qū)頂?shù)滋禂?shù)及透水系數(shù)，做好預(yù)案防患于未然。

（2）單層煤被不規(guī)則采空，上下煤層被不規(guī)則開采，煤層邊界不一致，采空不連貫不規(guī)則采空區(qū)，特別是從解釋資料的同相軸已經(jīng)出現(xiàn)雜亂甚至下陷的，屬于危險(xiǎn)采空區(qū)，應(yīng)及時(shí)充填，無法充填的應(yīng)緩慢下沉，對(duì)地上建筑物及住戶進(jìn)行搬遷，后續(xù)建礦和采煤施工應(yīng)到安全距離以外進(jìn)行。

4 采空區(qū)礦井透水事故的預(yù)防

礦井透水對(duì)生產(chǎn)造成不同程度損失甚至危及生命，安全防范不亞于采空區(qū)塌方和瓦斯預(yù)防，井下煤層頂?shù)装逋杆侵傅V藏在開采過程中構(gòu)造斷裂帶導(dǎo)水和采動(dòng)產(chǎn)生頂?shù)装鍙埩κШ庑纬闪严逗推扑樘瑢?dǎo)致上下含水地層水透出和突出。

采空區(qū)的查明對(duì)透水預(yù)防尤為重要。防治水專業(yè)人員要充分利用采空區(qū)勘探報(bào)告成果，對(duì)采空區(qū)臨近范圍，嚴(yán)密劃定監(jiān)督施工臨界位置，制定落實(shí)防治水工作預(yù)案，責(zé)任落實(shí)到人。

根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶公式和上層含水層含水系數(shù)，及礦井采空導(dǎo)致頂?shù)装辶严镀茐亩龋瑢?duì)充水度和滲水危害程度進(jìn)行計(jì)算評(píng)估。

根據(jù)B·II·斯列薩列夫計(jì)算公式和強(qiáng)度理論，根據(jù)含水層承壓水的壓力及礦體底板與下含水層間隔水層抗彎強(qiáng)度預(yù)測采空區(qū)產(chǎn)生透水的可能。

老采空區(qū)已經(jīng)存在積水的，應(yīng)測明積水量和硐口出水量，盡可能查明水源聯(lián)系，防治采空區(qū)與儲(chǔ)水體連通，與頂?shù)装逋杆嗔褞?dǎo)水特征共同作為煤礦安全生產(chǎn)防范依據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出水征兆，提前做好防范水患預(yù)案，防止大量水體直接流入采空區(qū)和巷道，避免突水事故甚至礦井被淹。

采礦從業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照安全技術(shù)人員劃定的工作面施工遵守煤礦安全生產(chǎn)規(guī)章制度，嚴(yán)禁違章作業(yè)和違章指揮，發(fā)現(xiàn)工作地點(diǎn)出現(xiàn)險(xiǎn)情應(yīng)立即停止工作、上報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和安全部門。