關于礦井防治水中綜合物探技術的運用分析

張保錄， 謝良鮮， 張 燕

(1.長治市煤炭安全糾察支隊，山西 長治 046000；2.長治市高原綜合勘探工程有限公司，山西 長治 046000；3.長治市煤礦技術服務中心，山西 長治 046000)

關于礦井防治水中綜合物探技術的運用分析

張保錄1， 謝良鮮2， 張 燕3

(1.長治市煤炭安全糾察支隊，山西 長治 046000；2.長治市高原綜合勘探工程有限公司，山西 長治 046000；3.長治市煤礦技術服務中心，山西 長治 046000)

我國當前大部分礦業的開采方式都是利用礦井來對礦物進行開采，因此避免不了許多的自然災害。其中，水害是造成礦井不安全的主要原因之一。水害對集體財產以及群眾的生命安全都造成了極大的威脅。常用的物理探測技術在對礦井進行探測時，經常會受到自身功能的單一性以及土壤地質環境和水文地質環境等多方面的影響[1-2]。若是能夠結合多種物理探測技術對礦井的水害進行提前預警，則可有效地保證群眾生命和集體財產的安全。對綜合物理探測技術在礦井防治水中災害的運用進行說明。

礦井；水中綜合物探技術；防治；水害

引 言

礦井水害主要是由礦井水突發而造成的自然災害。在對礦井進行開采過程中，通過任何方式和途徑進入到工作面或者井巷當中的水源，都稱為礦井水。而礦井水突發則是由于工作面和井巷與地表水體、含水層、含水的裂縫帶、被淹巷道、洞穴或陷落柱、構造破碎帶以及頂板冒落帶等距離太近或相連而導致發生的水災事故。因此，對礦井水害的預防及治理措施應該要做到對水害進行提前預測并且做好預報工作，發現有問題的地方要及時進行井巷探測，待探測出結果后再進行開采挖掘工作[1-2]。

1 礦井水害的種類與預兆

在對礦井進行開采之前通常要探測地表下可能含有的地下水，以防礦井水害事故的發生。礦井水害的種類主要有孔縫隙水水害、地表水水害、巖溶水水害以及老空水水害等。發生礦井水害的預兆通常先是煤巖壁出現“掛汗”、“掛紅”現象；接著，空氣溫度開始下降，煤巖壁散發出涼意，并且開始產生霧氣；再接下來就會有水聲發出，并且淋水量越來越大，頂板被壓下來；最后，出現壓力狀的水流即成股的水線，礦井中的有害氣體愈來愈多，煤層出現潮濕和發暗的現象。

2 水害常發的原由

2.1 不重視水害發生的預兆

有些礦井在發生突水事故之前，就已經有了明顯的預兆，但個別職工或是管理者并沒有對其重視，其中，既有安全意識缺乏的緣故，也有對應付礦井水害的經驗不足的原因，沒有對預兆產生足夠的重視，不采取任何的水害防治措施，甚至強行讓采礦工人繼續進行開采工作。

2.2 未了解礦井情況

有些礦井開采者對礦井開采范圍內的地質以及水文情況還不了解，在沒有收集到全面的資料，也不能確定地下是否有老塘水和地下水的情況下，就對礦井進行挖掘開采。

2.3 未做到先探測后防治再開采

部分礦井管理者思想懈怠，沒有對礦井水害進行預測并做好預報工作。若發現有問題的地方要及時進行探測，待探測出結果后再進行開采挖掘工作。尤其是當井巷距離老空層、地表水層、斷水層以及陷落柱非常接近時，還是沒有對礦井進行探測和排水，這就造成了水害突發事故。

2.4 防止措施不到位

有些礦井的水閘門沒有做到定期檢修，關鍵時刻無法起到作用。甚至有些礦井的擋水墻只是做個樣子，沒有建立擋水墻的排水槽，只砌出普通的墻面來應付相關部門的檢查，一旦發生水害事故就會被水沖毀，造成嚴重的員工傷亡事件。

2.5 礦井選址不當

有部分小型礦井在進行選址時，太過接近自然水源(如，河流、湖泊等)，而且在標志井口的高度時有虛假報高的行為，一旦發生洪水災害，礦井必定會被淹沒。尤其是在礦井挖掘的過程當中，在礦壓聯合水壓對礦井聯合作用的情況下，周圍的巖壁就會突發水害事故。

3 物理探測技術的原理以及種類

礦井進行物理探測技術的原理就是通過分析地殼淺表層的地質結構以及物理性質，對可用礦床進行探測，尋找以及解決礦井地質災害的問題。使用物理探測方法對礦井進行探測的基礎是地表層當中存在著大量不同物理性質的界面和質體。這些界面和質體之間存在著多種天然的物理場，物理探測專業人員在使用不同的儀器對物理場的變化數據進行探測收集時，利用計算機對物探資料進行分析，推斷出其探測的地質結構以及礦床位置情況。物理探測技術可以在空氣、地面以及礦井當中進行探測使用。在地面進行物理探測主要是對礦井開采的前期和過程中提供相應的數據資料。因為在地面使用物理探測十分簡單，不容易受到環境的限制，探測的效率比較高，在地形不太好的礦區探測也能起到很好的作用。在礦井中使用物理探測技術是為了在開采之前探測出是否有地質災害的出現。通常在礦井下使用物理探測技術，基本是對巷道里的礦層進行探測，由于離探測物較近，物理探測的靈敏度比在地面上進行的要高，所以，礦井中使用的物理探測技術的分辨率非常高。礦井常用的物理探測技術主要有地質雷達探測、無線電波透視法、瞬變電磁探測3種。通過對這3種技術不同的運用，可以分為以下幾種物理探測方法，其作用如表1。

表1 常用物理探測方法以及作用原理

通過使用物理探測技術對礦井進行物理探測得出的數據資料進行收集和整理，根據對礦山的各種地質資料的了解，對數據資料進行分析解釋和研究，并且利用實際鉆探技術對得出的結果進行確認。如果發現使用物理探測技術探測出的異常與實際鉆探得出的結果不一致時，應該思考并找出原因，并且進行重新探測，確認結果是否一致，才能確保礦井在開采過程中的安全[3]。因為在礦井中存在的金屬物會對探測設備產生干擾，所以在對資料數據進行處理時應注意將其干擾排除。由于物理探測技術探測得出的數據材料受到開采進度以及氣候變換等方面的影響，還需要對礦井地質異常進行不定期動態探測，并且及時更新數據資料。

4 結語

綜上所述，當前對礦井使用的物理探測技術在各自的運用過程中還存在不足之處，但是可以通過不同的物理探測方法進行合理結合的方法，來彌補這方面的不足。但是，在對礦井進行物理探測方法技術檢測時，都會先采用單一的物理探測檢測方法，待得出的檢測結果與實際鉆探出來的結果不吻合時，才會使用其他的物理探測方法進行重新探測，這樣就使得在重復的探測過程中造成時間和資源的浪費。在節約時間和資源的同時，也要保證人員生命財產的安全，相關的物理探測研究人員還需加大對礦井中使用的物理探測技術的研究。同時，還要增強礦井相關人員的生產安全意識，在開采前做好超前鉆探工作，將物理探測技術與實際鉆探技術進行聯合使用，對地質發生的變化要做到定時探測，并做好數據記錄，方便對水害的發生進行針對性的技術處理。

[1] 陳彧.物探技術在地質找礦與資源勘查中的應用[J].資源信息與工程,2016，31(3):62-64.

[2] 巨朝暉.物探技術在煤田勘探領域中的應用[J].科技創新導報,2015,12(20):67.

[3] 靖曉穎.開灤礦區深部構造區動力災害防治技術研究[J].中國煤炭,2015,41(1):58-61.

Application analysis of comprehensive geophysical prospecting technology in mine water

ZHANG Baolu1, XIE Liangxian2, ZHANG Yan3

(1.Changzhi Coal Security Picket Detachment, Changzhi Shanxi 046000, China; 2.Changzhi Plateau Comprehensive Exploration Engineering Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046000, China; 3.Changzhi Coal Mine Technical Service Center, Changzhi Shanxi, 046000, China)

Mine exploitation is the main mining methods for mining in our country, so there are many natural disasters. Among them, water damage is one of the main causes of mine insecurity. Water damage causes great threat to collective property and the lives of the masses. Commonly used geophysical techniques are often affected by many factors, such as the homogeneity of their functions, soil geology and hydrogeological environment[1]. The combination of a variety of geophysical exploration technology for early warning of water damage to the mine can effectively guarantee the lives of the masses and the safety of collective property.

mine; comprehensive geophysical prospecting technology; prevention and cure; water damage

2016-11-24

張保錄，男，1964年出生，1984年畢業于山西省地方煤礦學校地下采煤專業，本科，工程師，從事煤礦防治水技術管理方面工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.40

TD74

A

1004-7050(2017)02-0120-03

煤礦工程