物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用

葉維國(guó)

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)也在不斷升級(jí)中，并在地質(zhì)災(zāi)害的防治工作里起到了重要的作用。煤炭資源在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中有著非常重要的作用，本文就物探法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中的作用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：物探方法;煤礦勘查;地質(zhì)災(zāi)害

我國(guó)擁有著非常豐富的煤炭資源儲(chǔ)量，其在整體的資源結(jié)構(gòu)中也占據(jù)了70%左右的比例。但現(xiàn)階段的煤礦勘查技術(shù)以及設(shè)備相對(duì)比較落后，其勘查工作中也存在著一定程度的問(wèn)題，并會(huì)引起煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查工作的控制不當(dāng)，從而導(dǎo)致了一系列的煤礦安全事故。這也就使得加強(qiáng)物探方法在煤礦地質(zhì)勘查中的作用變得非常重要。

1.煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型

煤礦地質(zhì)災(zāi)害一般有水土流失、地面沉陷、泥石流、瓦斯等，在進(jìn)行地質(zhì)勘查的過(guò)程中，一旦對(duì)這些災(zāi)害因素缺乏精確而系統(tǒng)的勘查。就會(huì)引發(fā)一些生產(chǎn)安全事故，并且會(huì)直接影響到煤礦工作的正常開(kāi)采，以及威脅到相關(guān)工作人員的人身安全。此外，因此過(guò)度的開(kāi)采業(yè)會(huì)導(dǎo)致煤礦區(qū)中出現(xiàn)真空區(qū)，并導(dǎo)致其上方地面因?yàn)槿狈ψ銐虻闹瘟Χ霈F(xiàn)塌落或者是沉陷等問(wèn)題。

2.煤礦地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的具體特征

煤礦地質(zhì)災(zāi)害通常會(huì)呈現(xiàn)出不用的特點(diǎn)，并具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①在經(jīng)常長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)采之后，會(huì)時(shí)的煤礦中的內(nèi)部空間出現(xiàn)空洞，這些空洞則會(huì)被坍塌物以及空氣所填充。因此在這些真空區(qū)中會(huì)出現(xiàn)明顯的電阻較低現(xiàn)象。②煤礦內(nèi)部的完整性與層次性會(huì)遭受到一定程度的破壞，并使得開(kāi)采前后煤礦區(qū)的密度以及彈性等諸多參數(shù)都發(fā)生了較大變化，而這些參數(shù)的變化也可能會(huì)直接導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的形成。③煤礦地質(zhì)的采空區(qū)實(shí)際是一個(gè)段隙的發(fā)展過(guò)程，在該過(guò)程中就需要聚集大量存在著差別的氣體，從而會(huì)導(dǎo)致一些地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。

3.物探法在煤炭地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

物探方法在工程勘查工作中有著非常廣泛的應(yīng)用，煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生會(huì)直接導(dǎo)致地下介質(zhì)層之間的物性差異，因此在進(jìn)行煤礦地質(zhì)勘查的時(shí)候可以去采用多種勘查方式，比如說(shuō)電法勘探、磁法勘探、地震勘探以及放射性勘探等方式。

3.1 電法勘探

高密度電法勘探一種近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的物探方法，并在災(zāi)害調(diào)查以及工程勘查中得到了廣泛的應(yīng)用。其工作的本質(zhì)是一種直流電阻率法，應(yīng)用前提為地下介質(zhì)之間所存在的導(dǎo)電性差異。在運(yùn)用高密度電法勘探進(jìn)行勘查工作時(shí)，需要向大地供直流電，并需采用點(diǎn)陣式布電極，來(lái)進(jìn)行該電場(chǎng)空間分布規(guī)律的詳細(xì)研究。與常規(guī)的電阻率法相同，電法勘探技術(shù)是通過(guò)A/B兩極來(lái)對(duì)地面進(jìn)行供電I。并需要在M/N兩級(jí)進(jìn)行電位差 U的測(cè)定，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行該記錄點(diǎn)電阻率值的計(jì)算。通過(guò)對(duì)這些測(cè)量到的視電阻率進(jìn)行計(jì)算與分析，就能夠獲得該勘探地層的電阻率分布情況，并可以借此進(jìn)行地層、圈閉異常等地質(zhì)的劃分，這樣就能夠?qū)γ旱V地質(zhì)災(zāi)害的縱、橫向發(fā)展規(guī)模都有一個(gè)比較少深入的了解。

3.2 電磁法勘探

電磁法勘探是一種基于電磁感應(yīng)原理的物探方法，并且會(huì)借用不接地回線或者接地線源對(duì)地面進(jìn)行一次場(chǎng)的發(fā)送，并在此間歇期間來(lái)進(jìn)行地下介質(zhì)其感應(yīng)電磁場(chǎng)的測(cè)量。根據(jù)該二次場(chǎng)衰減曲線的特征，則可以對(duì)該地下地質(zhì)體的性質(zhì)、規(guī)模以及電性有一個(gè)清晰的了解，并可以有效解決陷落柱、采空區(qū)以及斷層等各種問(wèn)題。但是該方法是純二次場(chǎng)的觀測(cè)，因此和其它電性方法相比，對(duì)于地形以及地物的要求條件較少，并且有著很強(qiáng)的抗干擾能力。同時(shí)運(yùn)用瞬變電磁勘探方法，能夠與地下的一些良導(dǎo)電介質(zhì)產(chǎn)生較強(qiáng)的響應(yīng)能力，因此能夠運(yùn)用在對(duì)煤層的陷落柱探測(cè)、斷層以及裂隙等導(dǎo)水性的評(píng)價(jià)，這也是一種比較高效與快捷的物探方式。

3.3 地面同位素測(cè)氡技術(shù)

采煤活動(dòng)經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致地下地質(zhì)體的橫向連續(xù)性遭受到破壞，并且會(huì)讓巖石中所含氡元素的運(yùn)移以及聚集作用產(chǎn)生異變，并能夠在地表上就進(jìn)行氡含量的監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)地面氡元素的濃度進(jìn)行測(cè)定，能夠準(zhǔn)確的圈定該煤礦采空區(qū)的位置以及范圍，此外，借助于氡氣異常的峰值狀態(tài)，還能準(zhǔn)確進(jìn)行巖溶陷落柱位置以及范圍的確定。地下的氡氣會(huì)通過(guò)構(gòu)造、裂隙以及地下水搬運(yùn)等方式，來(lái)從深處朝著地表進(jìn)行遷移。通過(guò)氡氣濃度的測(cè)定，也能夠間接的反應(yīng)出該地質(zhì)體其裂隙系統(tǒng)的具體情況，并精準(zhǔn)確定其地下火源的位置與溫度。

3.4 地震勘測(cè)方式

地震勘測(cè)方法一般會(huì)分為二維以及三維的檢測(cè)方式，并擁有者檢測(cè)密度高、分辨率高、空間歸為機(jī)精準(zhǔn)等諸多特點(diǎn)，并且運(yùn)用地震勘測(cè)方法，其成本投資以及檢測(cè)結(jié)果也擁有者良好的成效性。在進(jìn)行煤礦層檢測(cè)的過(guò)程中，一般會(huì)采用點(diǎn)振動(dòng)器來(lái)進(jìn)行敲擊，并且會(huì)對(duì)聲波的振動(dòng)幅度以及振動(dòng)周期進(jìn)行記錄，從而得到其地震記錄。在對(duì)這些地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，就可以得到相應(yīng)的地震剖面，并可以對(duì)該地表巖石的密度狀況以及該煤礦層的內(nèi)部狀況進(jìn)行精準(zhǔn)反應(yīng)，從而加強(qiáng)對(duì)該煤礦層地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘察技術(shù)也處于不斷的發(fā)展過(guò)程中，而物探方法就能夠在工程應(yīng)用中取得一個(gè)良好的成效，并可以對(duì)一系列地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，這樣就能夠進(jìn)一步減少該煤礦企業(yè)安全事故的發(fā)生，并能夠充分提升該企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文就煤礦地質(zhì)災(zāi)害得類型以及具體特征進(jìn)行了闡述，并對(duì)現(xiàn)階段常用的點(diǎn)法勘探、磁法勘探、地震勘探以及放射性勘探等探勘形式進(jìn)行了詳細(xì)分析。而實(shí)際的工程中，還需要根據(jù)該工作的具體狀況來(lái)進(jìn)行勘查方式的合理選擇，這樣才能夠提升對(duì)整個(gè)煤礦層的勘查精度，并進(jìn)一步提升其地址勘查工作的工作效率。

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