物探技术在探测煤矿地质中的应用

汪立权

摘要：煤矿地质资料是煤矿开采设计的重要依据，如何准确、有效地获取地质资料是煤矿企业重点关注的问题。虽然钻探方法是一种有效获取地质资料的方法，但是成本高、费时且精度低。为此，煤矿企业开始采用物探方法来获取地质资料。简要介绍了煤矿地质勘探中常用的物探技术，重点分析了其在地质构造勘探和水文地质勘探中的应用，以期为煤矿地质勘探工作提供一定的资料。

关键词：物探技术;煤矿地质;应用

引言

近年来，物探技术在煤矿地质探测方面具有突出作用，它能够精准探测出煤矿开采区域的各种地质条件和地质因素，对煤矿开采项目的有序开展作出了卓越贡献，并为其提供了科学有效的数据支持和专业引导。因此，本文将对物探技术在探测煤矿地质方面的应用展开探究与分析，以供参考。

1煤矿地质探测中应用的物探技术

1.1电测深法

电测法法操作起来相对比较简单，直接将相关设备从观测点深入到地下，研究人员通过观测电阻率变化情况，即可以总结各岩层的分布情况。由于应用电测深法，可以简便、直接的了解岩层分布状况和其变化情况，可方便相关科学研究于分析高效的进行，因此如今备受相关专家学者的重视。现阶段，对高密度电阻率法的研究已经较为成熟，其应用范围逐渐扩宽，目前以掌握浅层的地质信息为主。但是应用该方法之前，需科学、详细划分地质结构进，才可以开展探测，电测法主要应用于勘测水平方向岩层，对倾斜角较小的岩层也较适用，但不适用于倾斜角较大或竖向岩层的勘探。如在香格里拉铜钼矿区找矿工作中，由于该硫化物矿床激发极化效应十分强，因此应用了五极纵轴电测深法这一技术，结合地质物理资料推断出了具有较大规模的异常体，结合地质资料与电性测定数据准确判断了该区域的岩石成分、形成等情况。

1.2瑞雷波技术

该技术是新型的勘查技术，但在实际应用中的较好表现使其获得了普遍的认可，该技术利用瑞雷波稳定状态或瞬间动态均可进行观测，稳定状态需要体积较大的设备，成本很高，瞬态瑞雷波技术相对而言速度更快、操作简单，勘测的效率较高，分辨率较高。其在各类建设工程、地质灾害调查与评估等工作中均有较好应用效果。其信号来源于垂直作用于地面的冲击地震波，集中其影响范围内可检测的瑞利波信号，并利用反射波实现勘测正演与反演，实现对地质信息的准确判断，该技术可适用于许多现用的软件，因此丰富了后期研究工作的操作方式。实际工程中综合利用落重震源与瞬态面波技术，可帮助技术人员分析煤矿等工程的资源情况，如测定深度改变时其面波速度，对比实际钻孔位置深的岩层情况，来判断描述钻孔的情况和岩层走向。

1.3地质雷达技术

该技术通过频率较高的电磁波开展测探，利用天线将电波传送至地下。一般基于强弱不同介质对电磁波的不同反应，来判断地下结构情况。实际操作时，需一直传输速度、时程等特点，对接受到的各类波长进行过滤处理和翻译，基于反射波的状况、特征等变量分析和评价勘查结果。该技术在矿井实验、矿床地质勘查、工程检测等工作中逐渐得到应用，得到了一致认可，具有准确率高等优点。

1.4地震勘探技术

地震勘探技术就是利用地表的振动来勘探岩层的结构。进行勘探时，需要采用人工震源（常用的是炸药）使地表发生震动，然后利用精密仪器在地表各个监测点采集震动信息。根据采集的震动信息，通过信号处理来反演地层的结构。这项技术主要是利用地震波在岩层分界面处的反射和折射。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探技术勘探的深度可达数十千米，极大地提高了勘探岩层的范围。通过获得的地震勘探数据，可以获得岩层地质构造三维模型。值得注意的是，这项技术的精度难以控制，对于小型地质构造的勘探十分不利。

1.5三维地震叠前偏移处理技术

在多种因素的影响下，在一定程度上导致傳统三维地震成像技术的成像结果出现偏差，从而对煤矿综合性评估与系统判断产生不利影响。据研究发现，将叠前偏移技术与三维地震成像进行有效融合，不但有助于提高成像效果，避免因成像错误影响煤矿地质评估结果，还可以使构造边界小陷落柱的具体情况准确无误的显示出来。

1.6无线电坑透技术

无线电坑透技术是利用电磁波在岩层中传播时，矿石对于电磁波吸收的不同来探测岩层中出现的空洞。当电磁波的传播方向上存在异常地质构造时，例如断层、陷落柱等，电磁波的能量会发生损耗。无线电坑透技术所使用的设备主要是变换发射机和接收机，它们便于携带，可以在煤矿井下巷道中使用。通过相关的数据处理，可以重构出缺陷区域的形态和范围。

2物探技术在煤矿地质探测中的具体应用方法

2.1在水文地质勘探中的应用

水害防治是煤矿安全工作的重点内容之一。为了提高煤矿的防治水能力，应该极力发展和推广使用物探技术。物探技术在防治水中的应用主要体现在以下2个方面：a）能够获得更为精细的、与突水有关的水文地质资料，例如岩层的含水性、隔水层的厚度、富水性等。大量实践表明，采用物探技术对含水层的探测准确性可达90%。b）能获得开采区域内水源的分布情况，借助瞬变电磁超前预测系统来探测煤矿地质开采区域前150m左右的含水情况，且预测的准确率同样能够达到90%以上。

采用钻探技术对水文地质进行勘探时，只能获取特定位置的水文情况，不能获得整个区域内的水文分布情况。而采用物探技术可以很方便地获取整个区域内的水文分布情况，通过数据反演可以重构三维水文地质图，极大地提高了煤矿防治水的效率。在煤矿防治水时，重要的是要获得岩体的完整情况，特别是陷落柱区域。在煤矿开采阶段，突水状况不可避免，其不仅会对煤矿开采工作的顺利进行产生不利影响，还会诱发比较严重的煤矿安全事故。此时，可以借助三维地震勘探技术对地下水分布情况进行探测，以便全面了解和掌握煤层的水文情况，而且在对抽水孔数据进行分析的基础上，有效提高探测的准确性。

2.2物探技术在煤矿地质灾害防治中的应用

在煤矿开采过程中选择合适的物探技术可有效规避地质灾害的出现，同时也为相关应对措施的制定提供了重要的信息基础。在煤矿开采工作中较为高发的安全事故分别为：矿井顶板与突水现象，一旦遭遇以上情况，则会对开采工作顺利开展造成不利影响，严重情况下还会对矿井开采工作人员的生命财产安全带来一定威胁。在煤矿开采前可采用先进的物探技术对开采区域地质情况进行探测，以便了解和掌握开采区域煤矿地质的具体情况。此外，在煤矿开采过程中应对开采区域的煤矿地质进行实时监控，从而及时、准确的掌握开采区域地质结果，并以此为依据制定出针对性开采方案，促使开采效率和开采质量得到有效提升，并最大限度的保障矿井作业人员的生命安全。

结束语

经分析发现，物探技术在煤矿地质探测过程中的有效运用不但能够准确探测出潜在的水层和断层，还在一定程度上增加的煤矿开采工作的安全性和可靠性。随着我国信息技术的快速发展，促使物探技术的探测精准度逐渐提高，在煤矿地质探测中如何有效发挥物探技术的作用，促使其在地质灾害和水灾害预防工作中实现最佳治理效果，对未来煤矿产业的发展起到至关重要的作用。

参考文献

[1]侯晓瑞.物探技术在探测煤矿地质中的应用研究[J].矿业装备，2020，（06）：134-135.

[2]李俊杰.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].矿业装备，2020（4）：138-139.