煤礦地質災害勘查中物探方法的應用研究

謝經濤

摘 要：在我國的煤炭生產中，常常由于地質災害導致生產停產，因此，煤炭地質勘查技術在煤炭安全生產中的重要性就日益凸顯。當前，物探方法是我國煤礦地質勘探中普遍使用的方法，具有適用范圍廣、勘查結果精確等優點。所以，有必要將物探技術應用于煤礦地質災害勘察工作當中。該文重點對物探方法的實際應用進行分析，希望以此為煤礦地質災害勘查工作的優化及完善提供具有價值的參考憑據。

關鍵詞：煤礦地質 災害勘查 物探方法

中圖分類號：P63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0074-02

當前，我國社會經濟的發展，在很大程度上是依靠煤炭資源的支撐，煤炭資源在我國經濟發展中發揮的作用尤為重要。然而，由于當前我國煤炭企業采用的煤炭勘查技術較為落后，相關勘查制度與勘查工作存在較多問題，這些情況的存在給我國煤炭企業的生產埋下了許多安全隱患，安全事故發生的幾率較高，因此，在煤礦地質勘查中應用物探方法顯得尤為重要。

1 煤礦地質災害

1.1 煤礦地質災害的特點

煤礦地質災害的種類較多，并且不同的災害具有不同的特點，下面對這些特點進行分析：（1）由于煤礦企業在開采前沒有做好煤礦地質勘查工作，煤礦經過長時間的開采，在內部會出現單獨的空間，開采過后留下的空間會被塌下的巖土或者空氣填滿，這就會使得該片空間的電阻率較低。因此，可以憑借這一特點了解煤礦的地質情況[1]。（2）在進行煤礦勘查的過程中，可以通過對煤礦的介質電性以及密度等數據判斷煤礦是否開采過。在煤礦開采區與未開采區，兩片區域的性質存在明顯的不同，在煤礦的開采區，其介質電性以及密度明顯低于未開采區。借助這些數據，可以判斷出地質災害形成的原因。（3）在煤礦的開采區，可以明顯的勘查到該區域與四周地質情況的差異，這一片區域是一種段隙的發展過程，在一定程度上，可以借助這種段隙的存在判斷煤礦地質的變化，從而為煤礦地質災害的發生提供相應的信息參考。

1.2 煤礦地質災害的類型

煤礦地質災害的類型有許多種，常見的有泥石流、瓦斯礦區滑坡等。在煤礦生產前，如果煤礦地質勘查工作做的不全面，沒有仔細排查可能引發煤礦災害的隱患，就很可能出現煤礦生產事故，威脅煤礦生產人員的生命安全，并且會影響煤礦開采工作的順利進行。在煤礦開采的過程中，出現較多的地質災害就是礦區地面沉降。礦區地面沉降出現的原因在于，煤礦過度開采，導致地下挖空，當地下的巖土無法支撐地面時，就會造成地面的沉降。一旦出現沉降，就極有可能破壞地面的設施，甚至煤礦生產人員也會被埋入地下。此外，常見的煤礦地質災害事故還有地下水污染[2]。在煤礦開采過程中，開采的深度一旦接近地下水位，上部的粉煤灰以及相關礦物會掉落到地下水中，經過一系列的化學作用，地下水將變成酸性廢水，無法供人使用。

2 煤礦地質災害勘查中物探方法的應用

2.1 地震勘查方法

地震勘查方法分為兩種：一種是二維地震勘查方法，另一種是三維地震勘查方法。使用地震勘查方法進行勘查時，需要使用點振動器對地層進行敲擊，并借助相應的設備記錄聲波的震動情況。將收集的數據進行處理分析，就可以大致地了解地質剖面的情況。該勘查方法的精確度較高，地質異常位置定位精準。但是，該勘查方法的勘查成本較高，需要專業設備才能開展勘查工作。

2.2 高密度勘查方法

物探方法有較多種，其中的一種就是高密度勘查方法。高密度勘查方法在煤礦災害勘查中的應用比較廣泛，借助該方法，可以根據實地勘查得到數據，繪制出電阻率的斷面圖，通過斷面圖，可以有效地了解煤礦層的電阻率情況。通過對電阻率分布情況分析，可以確定冒裂帶、圈閉異常帶等地質異常的具體位置，判斷可能發生地質災害的位置，從而為地質災害防治提供相應的參考。在高密度勘查方法中，需要借助兩個電極進行勘察，通過電極向地下通電，根據兩端電極的電位差，可以計算出被測量地質的電阻率，并將電阻率的分布繪制成電阻率截面圖，這種勘查方法操作較為簡單，不需要投入大量的人力與設備，并且勘查的準確率較高。

2.3 瞬變電磁方法

瞬變電磁方法勘查的準確率比高密度勘查方法勘查的準確率更高。瞬變電磁方法是依據電磁感應原理，在具體的勘查工作中，利用通電設備制造電場。電磁在電場的影響下會呈現出周期性，在周期性的呈現中，可以測量到介質在不同地質情況下的磁場變化，根據磁場的變化，勘查人員對地質情況進行準確的評估[3]。這一勘查方法不會受到其他因素的干擾，并且由于電磁本身對縱橫向的分辨能力較強，因此，可以了解地質情況勘查的準確方位，并且準確度較高。瞬變電磁方法一般應用在煤礦的陷落處，可以精確地勘查出含水層與斷裂層。此外，使用瞬變電磁方法勘查耗費的時間較短，在短時間內就可以得出精確的測量結果。

2.4 放射性元素勘測方法

在煤礦地質災害的勘查中，采用放射性元素勘測方法可以確定煤礦層的異常位置，但是放射性元素勘測方法的勘查結果準確度較低，只能確定地質變化的趨勢。放射性元素勘測方法是依靠對礦層內氡元素的濃度來勘查地質情況。在煤礦地層中，氡元素的分布較為均勻，當礦層出現了橫向變化時，氡元素的濃度將會產生變化，出現氡元素向其他地方轉移的情況。通過對氡元素變化情況的分析，可以了解煤礦地質變化的趨勢，從而確定存在異常的煤礦地層位置，憑借對地質異常位置的確定，可以及時采取相應的防治措施。該勘查方法操作較為簡單，只需要了解氡元素在地層的分布情況，就可以了解煤礦地層的異常位置。但是采用這一勘查方法的測量結果精確度較低，只能滿足對煤礦地層分布趨勢的了解。

3 結語

隨著煤礦地質災害勘查技術的不斷發展，越來越多的勘查方法在地質災害勘查中得到了應用。通過地質災害勘查，可以有效地了解煤礦的地質情況，并借助對地質情況的評估，預先做好地質災害的防治，從而避免煤礦地質災害的發生。當前，較為常見的煤礦地質災害勘查方法主要有4種，分別為：高密度勘查方法、瞬變電磁方法、放射性元素勘測方法以及地震勘查方法。這4種勘查方法的測量精度、操作方法各有各的特點，在實際的煤礦地質勘查工作中，勘查人員可以根據不同的勘查需求，選擇不同的勘查方法，在有效地避免安全事故發生的同時，也可以提高煤炭企業的經濟效益。

參考文獻

[1] 王丹.泥石流地質災害勘查基本特征值計算方法應用實例[J].價值工程，2015（18）：188-190.

[2] 趙明宣，馬惠珍，辛永祺.三種物探方法在煤礦采空區勘查中的應用效果對比[J].物探與化探，2012（S1）：51-56.

[3] 王賓，韓曉南，王康東.綜合物探方法在采空塌陷區地質災害勘查中的應用[J].工程地球物理學報，2013（5）：725-729.