受复杂地形条件的影响,快速准确探查不积水老窑采空区是煤矿地球物理勘探的研究难点。通过研究瞬变电磁法在煤矿水文物探中的探测技术,利用该方法受地形影响较小的特点,回避对低阻体反应敏感的思路,选用小发射线框、高发射频率、合适的时间窗口,在其他物探方法无法施工的地形复杂地区,完成了不积水采空区的探测工作,总结了其在探测资料中的高阻电性反映特征,推断的不积水采空区范围与巷道掘进揭露情况相符合,表明该方法可以用于煤矿高阻采空区的定位探测。

为了研究煤矿积水采空区的瞬变电磁响应特征,建立了煤矿积水采空区的理论模型,计算了瞬变电磁响应曲线,分析了典型的积水采空区瞬变电磁响应特征。理论计算结果表明,在被探测的采空区具备地球物理条件的前提下,瞬变电磁法(TEM)对积水采空区反应明显,且横向分辨率较高;对高阻采空区反应不明显;垂向上有多层积水采空区时,瞬变电磁的延迟效应会导致瞬变电磁法纵向分辨率降低,在一定深度范围内难以分辨引起电磁异常的具体层位。桑树坪煤矿积水采空区探测应用表明:理论结果与现场实际情况相符合,表明该方法是切实有效的。