煤礦水害防治井下物探技術的選擇與應用

徐冠男

中煤科工集團西安研究院有限公司 陜西 西安 710000

一、礦井水防治面臨的主要問題

根據災難性水源的特征,對開采過程中水害形成的原因進行分析,可以發現造成該問題的主要原因是：水流類型很多,供水量大,預防困難等因素。對其進行具體的分析之后,對存在問題進行分析,具體如下。

首先,隨著煤礦開采程度的不斷提高,開采壓力的增加,一些礦井繼續向深處擴展,導致巖石爆炸的出現等問題,以及創建防止鉆探地下水的項目等問題,這些問題的存在要求對礦井進行深層次開采。

第二,我國人口眾多,對資源的需求很大。隨著時間的流逝,我國的煤炭資源開始減少,一些礦山開始加深其挖掘范圍,在某些地區,不可滲透層相對較薄,這導致來自深層的水流量系數增加,水害威脅不斷增加,防止和開采煤礦中的水的任務極具挑戰性。

第三,我國在1980年實施了快速的水利政策,這導致全國大部分地區都出現了小型的非法燃煤爐,與此同時,高速采礦和跨境采礦導致了很多缺水問題。同時,小型煤爐經常在開采過程中改變這一主要現象,這可能會影響采空區中水的積累。

二、防止煤礦給水帶來危害的技術

面對復雜的地質問題,我國必須采取科學技術手段。為了實現水害的防治,必須使用合理的技術方法。地球物理方法是最直接,最常用和最快的方法之一,不同的地球物理方法適用于不同地質之中。科學合理地運用地球物理方法可以有效地發現煤礦采礦過程中的地質結構和水傳導問題。

(一)地下煤礦常用的物探與分類方法。物探是我國最受歡迎的方法之一。其利用巖層,礦石等中的物理差異,再使用工具發現它們,最后通過分析,可以獲得地質結構。物探方法主要分為地震勘探,電氣勘探,重力鉆井,磁勘探和放射性。

(二)道路鉆探過程中先進的物探方法的選擇。通常將物探和鉆探結合起來以實現水害防治。其中,常用的物探方法有：直流電,直流電檢測法,該檢測方法主要應用于直線。當發現發生在彎頭之前時,瞬變電磁法可用于停滯區域和隱藏的輸水,這從不同的角度進行勘探以獲得更多信息,該技術可以清理開挖的道路,還可以檢測隱藏的含水結構異常情況,例如存在含水缺陷,潛在的水流通道和地下水蓄水池對水的豐富度,漏水井區域的位置等進行了調查。使用這項技術可以更快,更有效,更科學地進行檢測。

(三)綜合的物探方法的選擇。我國的采礦業在地下開采時,由于穿透距離的限制,周圍的區域越來越大,無法使用物探技術。如果工作表面較大,為避免影響孔的穿透效果,有必要使用地震波通道法揭示工作面的隱藏地質結構,從而取得良好的效果。在煤層中使用通道波地震勘探進行啟動聲波傳播以露出煤層,具有探測性、范圍廣、精度高、抗干擾能力強的優點。

三、綜合物探應用的影響

(一)瞬變電磁法。近年來,瞬變電磁法在煤礦防水領域取得了巨大的成就。在一些空曠的地方,積水、建筑物、電線桿和其他區域的積聚可以使用瞬變電磁法,其可以檢測其結構中的水含量和水含量。一般來說,其通常用于水災預防應用中。

(二)礦區三維地震檢測。在正常條件下,煤層與周圍巖層之間存在明顯的差異。當煤層的厚度超過1米時,會形成反射波。如果接縫是木炭,中間擊穿柱和波峰的破壞會影響反射波,并且會出現反射波,這將導致中期現象和等待時間受到干擾,因此無法確定。同時,這些條件也可以視為礦區是否塌陷,是否是礦區。由于折疊桿的主體形狀不規范且分布不均勻,其組成相對復雜且疏松,主要由粘土和砂巖組成。與塌陷柱相比,它的密度小,沉降速度慢。3D地震勘探,礦山和驗證孔的結果數據相似,經過仔細鑒定,可以確認大多數折疊柱。3D地震探測應用為我國煤礦開采提供了安全保障,避免安全事故并減少經濟損失。

(三)直流電法的誤差和調查示例。在我國的煤礦中,含水層比煤礦的地質和勘探工作最為復雜。根據一些檢測結果,該煤礦包含：含水層,石灰石含水層的水含量非常豐富。對于這些條件,可以采取直流電阻法探索其結構。通常當使用直流電阻法找出水含量時,結果會有所不同。由于斷層分為上層和下層,上層一般是煤層,下層一般是水層。且煤層它是由石灰石制成的,它的抵抗力是不同的,并且在識別上還存在一些空白,但這不是很大。如果這一層中含水,那么缺陷將會非常小且不含雜質,這將嚴重影響電阻,使得水對電阻幾乎沒有影響。根據以上特征,可以分析含水量和誤差大小可以達到安全開采的目的。

結論

通過使用瞬變電磁法,直流電產生等方法可以實現全面的地球物理勘探方法。當柱子的輸水條件和結構坍塌時,可以為煤礦提供科學合作。在采礦過程中分析準確的水文地質數據并采取預防措施,有效避免與礦山有關的地質災害和巨大的經濟損失。目前,復合勘探技術也正在用于溶解煤礦,倒塌的柱子,建筑物等。合理有效的勘探技術方法與輸水條件相結合的特點是投資少、結構簡單、速度快、數據處理和解釋方便快捷,可以炭化地下礦山開發和安全生產可及時提供安全可靠的水文地質條件。在礦山水文地質調查中,礦區,塌陷柱,失水現場及其他方面將得到廣泛推廣和使用,加之物探技術的應用也將不斷提高,物探結果的解釋有多種解決方案和物探結果解釋應結合當地的地質條件,最終將通過鉆孔進行少量驗證。簡而言之,物探方法是目前在煤礦開采過程中重要方式,探索開采過程中隧道的引入和工作面的地質是非常有效的方法和手段,基于以上條件可以實現煤礦開采中的還改善,減少安全事故的發生。