綜合物探方法在煤礦防治水中的應用

（陽泉煤業集團翼城華泓煤業有限公司 山西 045000）

前言

煤炭資源是我國經濟建設中十分重要的能源之一，在很多領域發展中都會用到煤炭資源。在進行煤炭資源開采時，經常會遇到水害問題，尤其是近幾年煤礦開采的不斷深入，使得煤礦采空區很容易出現積水，并伴隨著陷落柱等問題，對煤礦生產的安全帶來了極大危害。在這種情況下，如何做好煤礦防治水工作，是一個十分關鍵的問題。

1.煤礦防治水工作現狀

圖1

我國是一個煤炭資源儲量相對比較多的國家，在各地都有煤炭資源存儲。但是在進行煤礦生產時，在各種不良因素影響下會面臨著各種危害，如水害、坍塌、瓦斯爆炸等。同時在過去為了滿足經濟建設，大量煤礦資源被開采出來，煤礦有很多區域屬于踩空地段，很容易引起積水現象，并且會對煤礦地質結構帶來一定影響，進一步加大對煤礦生產帶來的威脅。鑒于此，我國對煤礦開采進行了優化重組，而在此過程中，由于很多老舊煤礦缺乏準確的地質資料，對于采空區積水狀況也不太了解，造成了煤礦資源整合后，生產難度缺乏增大。綜合物探技術是當前比較可靠的一種手段，其可以為煤礦工作人員提供更加準確的采空區資料，這對于降低水害事故發生有很大幫助，因此在今后的工作中推行綜合物探技術在煤礦防治水中的應用尤為關鍵。

2.綜合物探方法的概述

(1)三維地震法

對于三維地震法，是面積采集技術的一種，在數據信息采集過程中，通過泡點網格、檢波點的組合，能做到均勻的獲取地下數據信息點網絡。這種方式采集到的數據信息能保證地下目標圖像更加清晰，能實現精準定位。通過三維地震技術進行地質探測活動，還可以沿著測線將觀測到的二維地震延伸到三維空間，不僅涉及到二維地震中的面積觀測，還能實現垂直方向的觀測。在煤礦勘察活動中，通過三維地震法能形成三維數據體，從而保證了從各個方面獲取剖面，保證了對問題處理的有效性。此外，對于三維地震法，還有一個比較顯著的特征，就是偏移歸位上更加精準，三維數據體在做到三維偏移后，可以保證歸位精準，簡化了地震、地質空間。在具體測量活動中，通過三維地震法進行勘測，能獲取三維空間數據體、平面、立體、剖面等地質圖結構，保證了勘測精確度。此外，三維數據體的信息點密度也比較大，能獲得更多數據信息，保證了對煤礦勘測的綜合性，在這種情況下，煤礦工作人員對于煤礦存在的異常體、斷層等現象，就會有深入的了解，從而制定針對性的水害防范手段。

(2)瞬變電磁法

瞬變電磁法是建立在電磁感應的基礎上，其是指在一定時間領域中通過不接地回線或是對接地線源等把一次脈沖場發送到地下。當脈沖場間歇的時候，利用對電偶或回線等完成接收二次場，此時的二次場并非穩定的電磁場。通過二次場衰減曲線特點，就能判定地層內部地質體的規模、電性和產狀等相應指標。上述勘探方法在測量時候的環境為純二次場，同一般勘探方法相對比，其優勢較為顯著。例如，不管是在縱向上還是在橫向上其分辨率均較高，并且低阻地質體反應更加靈敏，能夠更有工作效率的對更深層次的地質狀況進行很好的探測。

3.煤礦防治水工作中應用綜合物探方法的策略

在煤礦防治水工作中，采取綜合物探方法時，應該結合煤礦開采區域的具體情況，綜合考慮物探技術特點、應用要求及設備形式，規范合理的應用，確保收集到的相關數據信息準確性。

(1)地面三維地震技術的應用

煤礦經過開采時，不管是煤層，還是旁邊的巖石都處于穩定狀況，并且煤層與巖石的波阻抗是存在差別的。在煤礦探測過程中，煤層的厚度大于1m后，會為探測儀器形成一個反射波，便于煤礦位置定位。同時如果出現了相應的地質災害，就有可能對煤層造成破壞，從而引發儀器探測的反射波強度不夠，有時還會出現反射波消失的情況，工作人員借助反饋的這些信息就會準確的判斷哪些地方屬于采空區、哪些地方有陷落柱。

陷落柱是一種膠結物，其主要是由于底層塌陷物形成的，具有組合松散、密度比較小等特點。由于塌陷物是陷落柱的主要成分，而各種塌陷物在排列、大小等方面存在差別，從而造成了陷落柱的成分也有所差異。同時陷落柱附近經常含有砂巖、泥巖等物體，這些物體不管是在密度上，還是在組成上都比較相似，加劇了陷落柱的查看難度。通過地面三維地震技術的使用，可以確保驗證孔資料與解釋成果一致，輔以技術人員的驗證，能為煤礦企業生產提供真實、準確、正確的地質信息資料，這樣煤礦企業就能結合這些信息把握地下狀況，從而明白地質開采中存在的問題，并制定相應的預案，從根本上規避重大水害事故的發生。

(2)瞬變電磁法的應用

在煤礦防治水工作中，瞬變電磁法的應用相對比較廣泛，采空區、陷落柱、煤礦底層構造等都可以使用。在實踐應用過程中，要結合煤礦水害現存問題，采取相對應的解決策略，盡可能的降低損失，強化防治水工作效果。

首先是陷落柱探測，由于奧灰巖溶裂隙是造成陷落柱的關鍵因素，熔巖會隨著地質的發展出現裂隙，進而對整個地質作用帶來影響，造成了塌陷現象，形成的就是陷落柱。陷落柱的出現徹底打破了以往地質固定的排列情況，會引起地質更加不穩定，從而加劇了積水、導水現象的出現，會對煤礦開采的安全、穩定進行造成很大影響。與傳統的沉積層相比較，陷落柱的成分更多、更復雜，采取儀器設備進行探測時，呈現的磁場也存在不同的差異，很多指標都不準確。而瞬變電磁法的使用可以改變這種情況，這種技術對于陷落柱有很強的識別能力，可以很好的區分開陷落柱、常規沉積層。相關工作人員可以利用瞬變電磁對陷落柱進行探測，獲取斷面圖，并對其進行深入分析，可以結合各種數據，如煤層底板標高，確定陷落柱位置、特征，這樣煤礦企業就能針對其特性，制定針對性的防水方案。

其次是探測采空區。煤炭資源是一種不可再生資源，開采以后不會再次形成，這也造成了被開采過的區域會變成采空區，如果沒有處理好采空區，在出現下雨的天氣后，雨水很有可能進入到采空區，并沿著采空區滲透到周圍巖體中，對整個區域的穩定性帶來影響。在煤礦采空區，有大的電阻率，在進行探測操作時，利用瞬變電磁法，能依據電阻率，對采空區的位置、內部情況進行判斷，確定采空區巖層結構，找出含水量比較高的區域。在進行煤礦開采之前，要制定針對性的處理方案，對煤礦防治水工作進行指導，確保了煤礦開采工作的安全性。

圖2

4.總結

綜上所述，綜合物探方法是近幾年興起的新型方法，將其用到煤礦生產防治水工作中，可以在很大程度上防范水害事故發生，能減少水害引起的經濟損失。因此，在實踐中，煤礦企業可以結合具體情況，合理的應用綜合物探方法來防治水害，為煤礦生產的安全進行提供保障。