物探技術在探測煤礦地質中的應用

汪立權

摘要：煤礦地質資料是煤礦開采設計的重要依據，如何準確、有效地獲取地質資料是煤礦企業重點關注的問題。雖然鉆探方法是一種有效獲取地質資料的方法，但是成本高、費時且精度低。為此，煤礦企業開始采用物探方法來獲取地質資料。簡要介紹了煤礦地質勘探中常用的物探技術，重點分析了其在地質構造勘探和水文地質勘探中的應用，以期為煤礦地質勘探工作提供一定的資料。

關鍵詞：物探技術;煤礦地質;應用

引言

近年來，物探技術在煤礦地質探測方面具有突出作用，它能夠精準探測出煤礦開采區域的各種地質條件和地質因素，對煤礦開采項目的有序開展作出了卓越貢獻，并為其提供了科學有效的數據支持和專業引導。因此，本文將對物探技術在探測煤礦地質方面的應用展開探究與分析，以供參考。

1煤礦地質探測中應用的物探技術

1.1電測深法

電測法法操作起來相對比較簡單，直接將相關設備從觀測點深入到地下，研究人員通過觀測電阻率變化情況，即可以總結各巖層的分布情況。由于應用電測深法，可以簡便、直接的了解巖層分布狀況和其變化情況，可方便相關科學研究于分析高效的進行，因此如今備受相關專家學者的重視。現階段，對高密度電阻率法的研究已經較為成熟，其應用范圍逐漸擴寬，目前以掌握淺層的地質信息為主。但是應用該方法之前，需科學、詳細劃分地質結構進，才可以開展探測，電測法主要應用于勘測水平方向巖層，對傾斜角較小的巖層也較適用，但不適用于傾斜角較大或豎向巖層的勘探。如在香格里拉銅鉬礦區找礦工作中，由于該硫化物礦床激發極化效應十分強，因此應用了五極縱軸電測深法這一技術，結合地質物理資料推斷出了具有較大規模的異常體，結合地質資料與電性測定數據準確判斷了該區域的巖石成分、形成等情況。

1.2瑞雷波技術

該技術是新型的勘查技術，但在實際應用中的較好表現使其獲得了普遍的認可，該技術利用瑞雷波穩定狀態或瞬間動態均可進行觀測，穩定狀態需要體積較大的設備，成本很高，瞬態瑞雷波技術相對而言速度更快、操作簡單，勘測的效率較高，分辨率較高。其在各類建設工程、地質災害調查與評估等工作中均有較好應用效果。其信號來源于垂直作用于地面的沖擊地震波，集中其影響范圍內可檢測的瑞利波信號，并利用反射波實現勘測正演與反演，實現對地質信息的準確判斷，該技術可適用于許多現用的軟件，因此豐富了后期研究工作的操作方式。實際工程中綜合利用落重震源與瞬態面波技術，可幫助技術人員分析煤礦等工程的資源情況，如測定深度改變時其面波速度，對比實際鉆孔位置深的巖層情況，來判斷描述鉆孔的情況和巖層走向。

1.3地質雷達技術

該技術通過頻率較高的電磁波開展測探，利用天線將電波傳送至地下。一般基于強弱不同介質對電磁波的不同反應，來判斷地下結構情況。實際操作時，需一直傳輸速度、時程等特點，對接受到的各類波長進行過濾處理和翻譯，基于反射波的狀況、特征等變量分析和評價勘查結果。該技術在礦井實驗、礦床地質勘查、工程檢測等工作中逐漸得到應用，得到了一致認可，具有準確率高等優點。

1.4地震勘探技術

地震勘探技術就是利用地表的振動來勘探巖層的結構。進行勘探時，需要采用人工震源（常用的是炸藥）使地表發生震動，然后利用精密儀器在地表各個監測點采集震動信息。根據采集的震動信息，通過信號處理來反演地層的結構。這項技術主要是利用地震波在巖層分界面處的反射和折射。收到的地震波信號與震源特性、檢波點的位置、地震波經過的地下巖層的性質和結構有關。通過對地震波記錄進行處理和解釋，可以推斷地下巖層的性質和形態。地震勘探技術勘探的深度可達數十千米，極大地提高了勘探巖層的范圍。通過獲得的地震勘探數據，可以獲得巖層地質構造三維模型。值得注意的是，這項技術的精度難以控制，對于小型地質構造的勘探十分不利。

1.5三維地震疊前偏移處理技術

在多種因素的影響下，在一定程度上導致傳統三維地震成像技術的成像結果出現偏差，從而對煤礦綜合性評估與系統判斷產生不利影響。據研究發現，將疊前偏移技術與三維地震成像進行有效融合，不但有助于提高成像效果，避免因成像錯誤影響煤礦地質評估結果，還可以使構造邊界小陷落柱的具體情況準確無誤的顯示出來。

1.6無線電坑透技術

無線電坑透技術是利用電磁波在巖層中傳播時，礦石對于電磁波吸收的不同來探測巖層中出現的空洞。當電磁波的傳播方向上存在異常地質構造時，例如斷層、陷落柱等，電磁波的能量會發生損耗。無線電坑透技術所使用的設備主要是變換發射機和接收機，它們便于攜帶，可以在煤礦井下巷道中使用。通過相關的數據處理，可以重構出缺陷區域的形態和范圍。

2物探技術在煤礦地質探測中的具體應用方法

2.1在水文地質勘探中的應用

水害防治是煤礦安全工作的重點內容之一。為了提高煤礦的防治水能力，應該極力發展和推廣使用物探技術。物探技術在防治水中的應用主要體現在以下2個方面：a）能夠獲得更為精細的、與突水有關的水文地質資料，例如巖層的含水性、隔水層的厚度、富水性等。大量實踐表明，采用物探技術對含水層的探測準確性可達90%。b）能獲得開采區域內水源的分布情況，借助瞬變電磁超前預測系統來探測煤礦地質開采區域前150m左右的含水情況，且預測的準確率同樣能夠達到90%以上。

采用鉆探技術對水文地質進行勘探時，只能獲取特定位置的水文情況，不能獲得整個區域內的水文分布情況。而采用物探技術可以很方便地獲取整個區域內的水文分布情況，通過數據反演可以重構三維水文地質圖，極大地提高了煤礦防治水的效率。在煤礦防治水時，重要的是要獲得巖體的完整情況，特別是陷落柱區域。在煤礦開采階段，突水狀況不可避免，其不僅會對煤礦開采工作的順利進行產生不利影響，還會誘發比較嚴重的煤礦安全事故。此時，可以借助三維地震勘探技術對地下水分布情況進行探測，以便全面了解和掌握煤層的水文情況，而且在對抽水孔數據進行分析的基礎上，有效提高探測的準確性。

2.2物探技術在煤礦地質災害防治中的應用

在煤礦開采過程中選擇合適的物探技術可有效規避地質災害的出現，同時也為相關應對措施的制定提供了重要的信息基礎。在煤礦開采工作中較為高發的安全事故分別為：礦井頂板與突水現象，一旦遭遇以上情況，則會對開采工作順利開展造成不利影響，嚴重情況下還會對礦井開采工作人員的生命財產安全帶來一定威脅。在煤礦開采前可采用先進的物探技術對開采區域地質情況進行探測，以便了解和掌握開采區域煤礦地質的具體情況。此外，在煤礦開采過程中應對開采區域的煤礦地質進行實時監控，從而及時、準確的掌握開采區域地質結果，并以此為依據制定出針對性開采方案，促使開采效率和開采質量得到有效提升，并最大限度的保障礦井作業人員的生命安全。

結束語

經分析發現，物探技術在煤礦地質探測過程中的有效運用不但能夠準確探測出潛在的水層和斷層，還在一定程度上增加的煤礦開采工作的安全性和可靠性。隨著我國信息技術的快速發展，促使物探技術的探測精準度逐漸提高，在煤礦地質探測中如何有效發揮物探技術的作用，促使其在地質災害和水災害預防工作中實現最佳治理效果，對未來煤礦產業的發展起到至關重要的作用。

參考文獻

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[2]李俊杰.物探技術在探測煤礦地質中的應用[J].礦業裝備，2020（4）：138-139.