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煤矿多层采空区地层结构复杂,在采空区的探测中单一物探方法的结果存在局限性和多解性,而且下伏采空区异常信息常受到顶层采空区的影响,导致常规方法可在一定程度上探明顶层采空区,但无法有效探测下伏采空区分布范围。在介绍了地震映像法和瞬变电磁法的基本原理和各自特点的基础上,结合济东煤田某煤矿的勘察实例,研究综合探测煤矿多层采空区应用效果。经钻孔验证综合探测结果可靠。研究结果表明通过地震映像法和瞬变电磁物探方法的综合应用能够有效探测多层采空区空间分布范围。