采空区的测井曲线形态

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[摘 要]利用采空区的测井曲线形态，推断采空区的空间形态，为后续采空区治理提供可靠数据基础。

[关键词]采空区，测井曲线，采空区测井。

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0032-01

Well logging curve shape of mined-out area

LuZhao

（No.185 teams ，Shaanxi Bureau of Coal Geology， YulinShannxi，719000）

[Abstract]Based on the logging curve of the empty zone， the spatial morphology of the goaf area is inferred， and the basis of reliable data for the management of the recovery area is provided.

[Key words]The recovery area， the logging curve， the zone logging.

一、前言

采空^是将岩体中间的矿层开挖后在顶板和底板岩层之间形成的空间区域。采空区的产生是由于埋藏于地下的矿体被采动、掘空，而后采空矿体上覆岩体的力学平衡会被打破，在重力和应力的作用下，致上覆岩体产生裂隙和断移，水系会顺裂隙导入采空区，岩体加速破坏，进而产生一系列次生灾害。采空区所带来的主要灾害表现为地表变形和采空塌陷，其结果导致地下位下降、土地干旱贫瘠、沙漠化加重、生态环境恶化，还会对矿山生产安全，公路、铁路、桥梁的安全造成威胁。在采空区治理中，运用测井曲线对采空区厚度、深度等情况做出准确判断，给后续治理提供可靠的数据基础。

二、采空区的测井曲线形态

（1）、煤层完全采空且顶板岩层未发生裂变的测井曲线形态

短源距伽玛实施上测，到煤层底板位置，下部煤层未完采，故底部短源距伽玛为高值异常，煤层采空中部、上部，为气体充填，短源距伽玛为定向散射伽玛，是激发伽玛射线与岩体作用后折射回来仪器接收的伽玛射线，由于矿体采空后，短源距晶体只接收了围岩反射的少量散射伽玛射线，故中部上部短源距伽玛为低值异常；自然伽玛：由于采空区内气体扩散、对流，中部下部放射性接近围岩幅值，而采空区上部失水、破碎，导致顶板围岩孔隙度增大，通过扩散、抽吸，形成放射性富集，故顶部表现为放射性高异常；电阻率曲线由于采空区失水而失真；井径曲线在采空区位置表现为大异常值（见图A）。

（2）、煤层部分采空的测井曲线形态

煤层掘取了下部煤层，上部煤层未掘取。

短源距伽玛实施上测，下部煤层未完采，故底部短源距伽玛为高异常，煤层采空中部、上部，为气体充填，短源距晶体只接收了围岩反射的少量散射伽玛射线，故中部上部短源距伽玛为低值异常，而上部为未采掘煤层，短源距伽玛为高值反应；自然伽玛：由于下部煤层采空，上部煤层水分降低，随着和气体接触，上部未采煤层底部孔隙度增大，通过吸附等作用，形成放射性富集，故上部未采煤层底板表现为高放射性异常，上部未采煤层为低放射性异常，而采空区由于未采煤层底板的富集作用，导致采空区放射性异常比围岩略低；电阻率曲线由于采空区失水而失真；井径曲线在采空区位置表现为测量最大值，在未采煤层为孔径值（见图B）。

（3）、采空区回填的测井曲线形态

煤层完全被掘取，然后回填采空位置。

短源距伽玛为高值似煤反应，由于短源距伽玛是定向散射伽玛，回填物未经过地质作用，其密实度较低且不均匀，故曲线统计起伏较大，反演密度曲线为非均匀物质；自然伽玛为低伽玛反应，较围岩要低；电阻率曲线由于采空区失水而失真；井径曲线在采空区回填位置表现为孔径测量值和测量最大值之间变换（见图C）。

（4）、采空区塌陷的测井曲线形态

煤层被掘取完后，顶板岩层冒落、塌陷。

短源距伽玛为高值反应，由于短源距伽玛是定向散射伽玛，顶板冒落、塌陷后，导致孔内孔壁方向破碎，截面积增大，导致短源距伽玛值增大，为大异常。采空下部压实度要比上部高，故下部伽玛值要比上部低；自然伽玛为低伽玛反应，较围岩要低；电阻率曲线由于采空区失水而失真；井径曲线在采空区回填位置表现为孔径测量值和测量最大值之间变换，采空下部压实度高，孔径测量值均值低，上部压实度低，孔径测量值均值高（见图D）。

三、结论

煤层作为一种重要的资源，其开采形成的采空区因经济效益及其他因素，大多未进行有效地治理，导致出现大面积的地面沉陷，断裂，虽然有的地方未出现明显的塌陷等危害，但对人类生产生活存在潜在地质隐患，给矿山的安全生产、工程建设和人民的生命财产造成了严重的威胁。解决上述问题的前提条件就是要科学地探查井下空区的即时状态和空间形状，为空区安全治理和资源回采提供准确的设计依据。运用测井曲线结合其他物探手段能很好地解决分布问题，为后续治理和利用提供准确的数据基础。

参考文献

[1] 煤田地球物理测井.中国矿业学院等合编.煤炭工业出版社.1978.8

[2] 煤田物探学.陕西煤矿学校编著.煤炭工业出版社.1979.12

[3] 利用测井曲线进行煤层对比.丁宝国.煤炭技术.2003.3（3）.22

[4] 测井勘探技术手册.陆尊梧等编.地质出版社.2011.9

[5] 煤田测井综合解释.黄作华著.西安矿业学院出版社.1980.12

作者简介

路昭，1982年生，男，陕西西安人，地质工程师，本科，2005年毕业于西安工业学院环境工程专业，现从事地球物理测井工作。