为了探明陕北侏罗纪煤田中能亿安煤矿井田范围内的5^-1号煤层采空区的分布范围及状况，针对单一物探参数误差大和单一物探方法效果不佳以及反演结果多解性的不足，提出采用三侧向电阻率、自然伽玛、自然电位以及井径等多种测井参数和瞬变电磁法、浅层二维地震法及音频大地电磁法三种地面物探方法组合的多参数综合物探方法对5^-1号煤层采空区进行探测，基本查明了勘查区内采空区的分布范围及其赋存情况，研究结果表明：多种物探参数的组合可以避免单一物探参数造成的不同介质物性特征范围重叠的误差，提高探测精度，其中煤层和夹矸按各自的解释原则，其深度、厚度差值均小于0.05cm；多种物探方法结合使用的综合物探方法可以充分发挥浅层二维地震法分辨率高、音频大地电磁法对水体敏感以及瞬变电磁法抗干扰能力强的优势，提高物探结果的可靠性和准确性。