物探技术在探测煤矿地质中的应用

郭小龙

(阳泉新宇岩土工程有限责任公司，山西 阳泉 045000)

引言

物探技术作为一项重要的地质探测技术，在煤矿领域有着十分关键的作用和价值。在煤矿开采过程中，施工人员难免会遇到各种各样的自然灾害及地质异常问题。传统的采煤方法以及采煤作业形式不仅无法提高开采效率，还存在较大的安全隐患，危害施工人员的生命财产安全。因此，必须要加强物探技术在煤矿地质探测中的应用，深入了解采煤层结构，避免地质灾害的发生，提高煤炭企业的社会效益与经济效益。

1 物探技术简介

1.1 物探技术发展

物理勘探技术在二十世纪中后期逐渐被采用，凭借自身优势大范围的适用于矿井施工前期的勘测与解析工作。物理勘探技术在我国的发展历程相对较短，但近几年发展速度逐渐提高，取得了良好的成绩。物理勘探技术作为煤矿施工中必不可少的技术，能够在一定程度上提高开采过程的安全系数。

1.2 物探技术应用现状

目前常用的物理勘探方法主要有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、瞬变电磁法勘探、超波技术以及核法勘探。大多数勘探技术被采用到矿井开采和治理水害中。例如，在处理地质水灾害期间经常会采用到电法勘探技术和顺便电磁法技术，在勘测地表以下地质结构期间往往会采用到地震勘探、超波技术和坑透技术。在此主要针对三维地震动态解释系统来对地震勘探技术在矿井开采过程中的使用效果进行说明。

2 物探技术在矿井地质探测中的作用

在对地表以下地质结构或者水文情况开展勘探工作期间必须合理地采用勘探技术，以此来保证勘测结果的准确性。通常情况下使用频率较高的地质勘探方法为电法勘探以及地面高分辨率三维地震勘探法和二维地震勘测技术。在开展勘探工作期间必须要确定施工范围内特殊地质结构方位，然后架设勘探装备对其具体的情况进行勘测与分析。主要包含矿层分布与厚度、矿层走向、地下水文情况、瓦斯分布情况、熔浆分布情况、地质构造以及顶板的稳固性等数据。针对特殊地质区域要开展有效的物理勘探，并以勘探结果为依据制定有效的开采方案，以此来保证项目施工的有效开展。

3 煤矿地质探测方法和技术

3.1 物探方法

科学采用物探技术能够有效降低矿井施工期间地质灾害发生频率，同时减少后续各种异常事故的出现，确保开采工作的顺利开展，进而保证开采单位的经济效益。因此，必须提升煤矿施工质量，逐渐引进先进技术，保证矿井施工前期勘测工作的准确性。从物理角度对探测技术归类，探测技术分为地热法、电法、放射位法、重力法、磁法以及地震法。从勘测位置对探测技术归类，主要可分为矿井物探法、地面物探法以及测井法。矿井物探技术又可分为瞬变电磁法、槽波地震法、重力法、测氡法以及电阻率法；测井物探技术可分为电测井法、放射性测井法、磁测井法、声波测井法以及热测井法；地面物探技术主要分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地温法勘探。

3.2 物探技术

在煤矿开采期间应用频率较高的物探技术主要包含三维地震叠前偏移处理技术、岩性反演资料处理和解释的勘探技术、属性本解释矿井物探技术以及高密度数字三维地震技术等。其中三位地震叠前偏移处理方法优化了旧有物探技术中横轴方向图像精密度或者造影技术缺陷现象。通过此项技术能够直观的勘测到施工区域周边岩层情况以及特殊地质情况。岩性反演资料处理和解释的勘探方法能够改善纵轴方向图像精密度，同时可以提升弱反射波的检验能力，进而通过勘测数据精准的把控施工区域内矿层、水层及瓦斯等的位置与走向，确保后续矿井施工期间拥有数据基础。属性本解释矿井物探技术是一项地震性质的勘测技术，其借助震动、能量以及地震反射波频率等方式来收集相关信息，然后对信息进行处理，此方法勘测结果准确度较高，能够迅速的掌控小范围内地质结构特征。高密度数字三维地震方法拥有较高的图像精密度，较高的密度和较为广泛的笼罩范围。通过此方法能够勘测到半径为十米的陷落柱，在勘测断层水平面差距期间解析度超过二米，目前此项技术能够勘测到的最大水平面差距为二点五米，此数据是经过专业人员在地势较为严峻的山体中实验得出的，以此说明此项技术拥有较高的精确度。

4 物探技术在探测煤矿地质中的应用

4.1 在地质灾害防治中的应用

在煤矿开采期间合理的选用物理勘探技术能够在一定程度上防止地质灾害的出现，同时也为制定解决措施建立了信息基础。对矿井开采工作而言，矿井顶板与突水现象是常见的安全事故，其在一定程度上阻碍了矿井开采工作的进行，严重时还会威胁开采工作者的生命安全。借助科学的物理勘探技术能够在施工前期对施工区域开展有效勘测，以此来掌握施工区域内岩层、含水层、瓦斯层、岩性、断层以及陷落柱等相关数据，进而从大体上掌握施工区域内的地质构造。在施工期间随时借助物探技术对施工区域进行勘探，准确的掌握施工位置的地质结果，并以此为依据设计有效的施工方案，以此来提高施工效果和安全性能。

4.2 在煤矿水灾害防治中的应用

煤矿施工前期，要应用合理的勘探技术对施工区域开展有效的勘测工作，准确的掌握其地质结构数据，以此来提高施工期间安全性。同时以勘测数据为依据，制定科学的防治水灾害的措施，减少施工期间异常情况出现，进而节约开采成本。如今，在开展矿井水灾害的预防与治理工作期间，勘探技术通常体现在以下方面：(1)利用瞬变电磁法的超前预测功能，对施工区域内的水文结构开展精准的探测，进而为后期煤矿开采建立科学的信息依据。(2)准确地勘测到各种水文地质结构的具体情况。例如，施工区域底板的隔水层深度、隐藏的导水通道以及陷落柱的含水量等信息。

结束语

通过分析发现，在煤矿地质探测过程中使用物探技术可以了解其地质成因。物探技术对地质构造的探明发挥重要作用，提高了矿井防治水工作的技术水平。通过相关资料发现，物探技术可以有效的探明煤矿含水情况、地质情况，所以煤矿地质部门应该加强技术人员对物探技术的学习与培训，提高对物探的认识，将物探技术应用到煤矿生产实践当中以保障煤矿的安全生产工作。