物探技術在煤礦資源勘查及開采過程中的應用

關鍵詞：物探技術；煤礦資源勘查；煤礦開采

中圖分類號：TD166 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0054-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.014

Application of Geophysical Exploration Technology in Coal Mine Resource Exploration and Mining Process

ZHAO Hongyan （Zhengzhou Coal Industry（Group） Zhengxin Coal Industry Co.，Ltd.，Zhengzhou452371，China）

Abstract： Traditional coal mine resource exploration methods face challenges such as insuficient accuracy andhigh mining risks.Relying onmoderngeophysicaltechniques forpreciseexplorationand evaluation hasbecomeanimportantdirection forcoal mineresourcedevelopment.Basedon this，analyze several commongeophysical exploration techniques and explore their applications in coal mine resource explorationand mining processes.Analysis suggests that various geophysical exploration techniqueshavetheirownadvantagesand disadvantages.Reasonableuseof these techniques can fectively provide keyinformationsuchasspatialdistribution，coalseam thickness，andburialdepthofcoalresources，improvethe accuracy of coal resource assessment，and optimize mining plans.

Keywords： geophysical exploration technology; coal mine resource exploration; coal mining

隨著全球能源需求的不斷增長，煤礦資源的高效勘查與開采成為煤炭行業發展的關鍵。物探技術通過探測地下煤層的地質信息，能夠為煤礦的資源評估、開采規劃、環境保護等方面提供科學依據，有效提高勘查效率和安全性。因此，深入研究物探技術在煤礦資源勘查及開采過程中的應用，對于提升煤礦開采的科學性和可持續性具有重要意義。

1煤礦資源勘查及開采過程中的主要物探技術

的地質界面時產生反射、折射等現象，地面檢波器接收這些信號，經處理分析便能推斷地下地質構造與煤層分布。在煤礦開采前期，地震勘探技術已廣泛應用于勘查斷層、褶皺等構造，能夠為開采規劃提供精準數據[。該技術具有探測精度高、成像直觀等優點，能清晰展現地下復雜地質形態。然而，該技術受地質條件限制較大，在地形起伏劇烈、淺層高速層屏蔽嚴重的區域，信號易受干擾，且設備成本高昂，對專業人員素質要求極高。

1.1地震勘探技術

地震勘探技術基于彈性波理論，通過人工激發地震波，使其在地下介質中傳播，遇到不同彈性性質

1.2 電法勘探技術

電法勘探技術利用巖石間的導電性差異，人工向地下供入直流電或交流電，通過測量電場分布來勘查地質體。常見的電法勘探技術有電阻率法、激發極化法等。在煤礦開采過程中，電法勘探技術多用于探測采空區積水、富水斷層等水文地質情況，能夠精準定位潛在水患區域，保障開采安全[2。該技術具有設備輕便、操作相對簡單、成本較低的優勢，能快速獲取井下電性結構信息，靈活適應不同勘查階段需求。但是，該技術的測量結果易受地表人文干擾源、地下不均勻體影響，很難獲取深部地質信息。

1.3磁法勘探技術

磁法勘探技術通過測量地下巖層的磁性特征來推測煤礦資源的位置和分布。煤礦地區常存在磁性礦物，磁法勘探能夠通過記錄地磁場的變化，反推地下煤層及礦脈的形態。該技術的核心原理是利用地下磁性體的磁場異常，測量這些異常磁場的幅度與分布，從而推測地下巖層的分布。磁法勘探技術適用于研究煤礦所在區域的巖層特征，尤其能夠識別煤礦區域的構造變異，如斷層、褶皺等地質現象。在煤礦勘查中，磁法勘探技術通常作為輔助方法，與其他勘探技術結合使用[3]。該技術具有探測速度快、成本低等優點，并且能夠在大范圍內進行高效勘查。然而，磁法主要適用于磁性物質較為豐富的地區，其適用范圍有限，在磁性礦物稀缺的區域應用效果較差。

1.4重力勘探技術

重力勘探技術通過測量地下巖層的密度差異來推測煤礦資源的分布情況。該技術主要依靠地下不同巖層的密度差異引起的重力異常，推測地下結構的性質。在煤礦資源勘查中，重力勘探技術主要應用于探測地下煤層的分布、厚度及煤礦儲量的估算。重力勘探技術尤其適合用于廣闊的煤礦區域或深層次的勘探，可以有效覆蓋大面積礦區，并為煤礦的勘查提供粗略的初步判斷[4]。重力勘探具有較強的空間覆蓋能力，適用于大范圍的區域性勘查，且設備簡單，成本較低。其對淺層煤層的識別效果較差，在復雜地質環境下，重力異常信號可能受到多種因素干擾，導致數據解譯困難，精度較低。此外，重力勘探不能直接揭示煤層的具體性質，只能提供密度差異信息，因此在煤礦資源評估中需要結合其他勘探技術使用[5]。

1.5放射性勘探技術

放射性勘探技術通過測量地下巖層的自然放射性來研究煤礦資源的分布。地下煤層及其圍巖常含有一定的放射性元素，如鈾、鈺和鉀，這些元素的放射性能夠反映地下地質結構。放射性勘探主要通過探測放射性物質的分布，推測煤層的分布及煤礦開采區域的地質環境[。其原理是利用放射性物質的輻射特征，通過輻射探測器測量地下物質的放射性強度，進而推測煤礦資源的儲量和分布。放射性勘探技術具有非接觸性、快速性等優點，能夠高效獲取地下煤礦資源信息，并且可以應用于復雜地質環境。然而，該技術對探測設備的精度要求較高，且在應用時需要進行輻射安全管理。

2物探技術在煤礦資源勘查及開采過程中的具體應用場景

2.1初步勘查地質情況，分析開采前地質環境

在煤礦資源勘查的初期階段，物探技術發揮著至關重要的作用，能夠了解煤礦區域的整體地質環境。通過應用物探手段，可以迅速獲取煤礦所在區域的地下結構信息，為進一步的地質分析提供基礎數據。這一階段的勘查主要集中在識別煤礦區域內的地質構造、斷層、褶皺以及礦脈走向等，物探技術能夠有效揭示這些地下結構特征。尤其是在地質條件復雜的礦區，物探技術可以幫助勘查人員識別潛在的地質災害隱患，如巖層破裂、地下水滲透等，為后續的煤礦開采提供安全保障。同時，物探技術可以輔助勘查煤礦區域的覆蓋層性質及厚度，評估其開采難度和成本。

2.2準確評估煤礦資源儲量，輔助規劃開采路線

評估煤礦資源儲量是煤礦開采過程中至關重要的環節，物探技術能夠為這一過程能夠提供精確的數據支持。通過合理應用物探技術，勘查人員可以準確測量煤層的分布范圍、厚度以及煤礦儲量，為煤礦儲量評估提供科學依據。在煤礦資源評估中，物探技術能夠幫助勘查人員更清晰地識別煤礦儲量的潛力和局部分布，尤其在復雜地質環境下，物探技術能夠通過高效的空間覆蓋能力，迅速獲取大范圍內的煤礦資源信息，從而為儲量評估提供更加準確和全面的基礎數據[。這不僅能提高儲量評估的精度，也使得勘查人員能夠根據儲量分布合理規劃開采順序與方案。

2.3實時監測煤層開采動態變化，降低開采安全風險

在煤礦開采過程中，物探技術能夠實時監測煤層開采動態變化。隨著煤礦開采的進行，地下地質條件和煤層的結構特性會發生一定的變化，物探技術能夠實時捕捉這些變化，提供及時反饋。在開采過程中，煤層的斷層、變形、壓縮等現象可能會影響開采的安全性和生產效率，物探技術可以實時檢測煤層的沉降變化、巖層的破裂情況以及地下水的滲透情況，從而為煤礦開采人員提供有效的預警信息。通過動態監測，煤礦企業能夠在開采過程中采取必要的應對措施，減少潛在的安全風險，并優化開采作業安排。

3提高物探技術應用效果的建議

3.1依據不同煤礦開采需求，合理應用多種物探技術

為了提高煤礦資源勘查及開采過程中物探技術的應用效果，煤礦企業應根據不同煤礦的開采需求，合理選擇并應用多種物探技術。首先，煤礦企業應全面評估礦區的地質環境，了解煤層分布、巖層特性以及潛在的地質災害風險。其次，根據評估結果，煤礦企業應根據實際需求聯合使用多種物探技術。例如，在煤層較為復雜或埋藏較深的礦區，可以將地震勘探與電法勘探相結合，既能獲得準確的煤層分布信息，又能有效檢測地下水體和巖層的電性特征。而在煤礦開采初期，磁法和重力勘探可以提供大范圍的地質概貌，為后續的精細勘探工作奠定基礎。隨著技術的不斷發展，煤礦企業還可以根據礦區不同階段的需求，動態調整物探技術的組合方式。合理采用多種物探技術，能夠互相補充，提高勘查的精度與全面性，確保煤礦資源的高效開發和安全開采。

3.2推廣應用先進物探技術，定期維護更替老舊設備

煤礦企業應積極推廣和應用先進的物探技術，以提高勘查和開采過程中的數據精度和可靠性。首先，應設立專門的技術引進部門，密切關注國內外前沿物探技術動態，結合自身開采特點，篩選適配技術，如分布式光纖傳感技術，其能夠實時監測溫度變化，引入后能極大提升開采安全性監測水平[8。其次，為保障設備高效運行，應制定完善的設備管理制度。從設備采購源頭把關，依據技術指標嚴格篩選；設備入場后，詳細記錄運行參數，制定個性化維護計劃，定期對設備進行精度校準，確保數據可靠。此外，企業要及時淘汰老舊設備，加大資金投入，引入具備自動化數據采集、智能分析功能的新型設備，降低人工操作誤差，提升工作效率。

3.3開展專業物探技術培訓，提高勘查開采人員的能力

為了提高煤礦資源勘查及開采過程中物探技術的應用效果，煤礦企業應重視物探技術人員的培訓與技能提升。首先，定期組織專業培訓，幫助勘查人員掌握最新的物探理論與技術，確保他們能夠熟練操作現代物探儀器并正確分析勘查數據。其次，鼓勵技術人員深入了解不同物探技術的原理和適用場景，使其在實際勘查過程中能夠靈活選擇合適的技術工具，并有效整合多種物探方法，以解決不同地質條件下的問題[。此外，企業可通過模擬訓練、現場教學等方式，提高人員的實踐操作能力，使他們能夠在復雜的井下工作環境中準確判斷和解決實際問題。

4結論

物探技術在煤礦資源勘查及開采過程中具有重要的應用價值，能夠提供精確的地質信息，優化開采方案，并保障煤礦開采的安全性。隨著技術的不斷發展，未來物探技術將在煤礦資源勘查領域展現出更廣闊的應用前景，為煤礦企業提升勘查與開采效率、降低環境風險、實現可持續發展提供支持。

參考文獻

1于洋.三維地震勘探技術在煤礦構造勘探的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2022（21）：163-165.

2 林井祥，李月超，李國鑫，等.不同感應類電法勘探的煤礦采空區積水探測對比研究[J].礦冶，2021（2）：1-6.

3 馬伯華.物探技術在異常地質構造勘探中的應用[J].能源與節能，2022（7）：192-194.

4 路海濱.物探技術在煤礦地質探測中的應用研究[J].能源與節能，2024（4）：261-264.

5 王森，王春輝，查恩來，等.陽泉礦區煤田采空區綜合地球物理探測模式應用[J].世界地質，2020（2）：415-421.

6 鄭紅蕾.地球物理方法在煤礦水文地質勘查中的應用現狀[J].物探裝備，2024（1）：40-44.

7 王曉蕾，王晶，姬治崗，等.中國煤礦資源勘查及開采過程中的物探技術現狀及發展趨勢[J]科學技術與工程，2021（4）：1237-1248

8 侯公羽，胡志宇，李子祥，等.分布式光纖及光纖光柵傳感技術在煤礦安全監測中的應用現狀及展望[J].煤炭學報，2023（增刊1）：96-110.

9 馬斌.物探技術在煤礦地質勘查中的應用研究與分析[J].能源與節能，2023（10）：183-185.