物探技术在探测煤矿地质中的应用

物探技术在探测煤矿地质中的应用

李资汇

平煤股份一矿地测科     河南  平顶山   467000 

摘要：伴随煤矿开采的机械化程度的不断提高，现对于煤矿地质情况的探测也提出了更高要求。为进一步提高煤炭企业的经济效益，就必须充分了解和掌握影响煤矿生产及建设的各类地质因素和地质条件。物探技术的应用则为煤矿地质的探测提供了新的方法和技术。文章简单介绍了物探对于煤矿地质探测的作用，现煤矿地质探测当中所使用的物探方法及技术，并就物探技术在探测煤矿地质中的实际应用展开了讨论。

关键词：物控技术；探测；煤矿地质

一、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瞬变电磁法技术，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。

二、物探技术在矿井地质探测中的作用

物探技术在进行地面地质探测时要选用恰当的探测方法，为矿井开采的规划和设计提供科学的地质数据依据，进行地面探测的方法有地面高分辨率三维地震探测、电法探测和地面高分辨二维地震勘探。在矿井下要先查明并控制开采区作业工作面的各类地质异常体之后安装大型的超千吨综采设备，这些地质异常情况包括有煤层厚度变化、煤层冲刷、煤层分叉、岩溶分布、陷落柱、老空间分布、断层、剥蚀、褶曲及可能会出现瓦斯涌出或涌水的点或通道、顶板稳定性和富水情况等。地质异常情况要及时的进行有效物理探测，以便煤矿矿井开采工作能够顺利进行，防止地质异常体对矿井的开采系统布局造成一定影响，甚至影响各种水害的预防与治理及工作面的开采工作，严重时对整个矿井的安全带来极大的负面影响，最终导致资源浪费并给煤矿企业造成非常大的经济损失。

三、煤矿地质探测中可采用的物探方法与技术

虽然物探技术在煤矿地质探测过程中的应用已十分广泛，但是在应用过程中存在着不同的应用方法与技术。因此，在实际探测过程中需要以实际探测需求以及煤矿地质的环境条件为依据科学选取相应的技术与方法，以最大限度的提高探测工作的精准度，从而降低开采过程中危险因素的存在概率。

3.1煤矿地质探测中应用的物探方法

近年来，我国物探技术已逐渐发展成熟，促使煤矿地质探测中的精准度得到有效提高。以探测空间为分类依据可将物探方法分为以下三种：①地面物探：此物探方法最为常见，其中包含四种方法，包括：A.地震勘探法；B.电法勘探法；C.重力勘探法；D.磁法勘探法等。②矿井物探：此物探方法主要涵盖了以下几种方法：A.地震法；B.磁法；C.电法；D.放射性法；E.红外遥测法等。③测井物探：此物探方法中囊括了：A.磁测井；B.放射性测井；C.电法测井；D.超声波测井等四种方法。在进行选择时要以煤矿地质的实际情况为依据，以促使探测效果达到最佳状态。

3.2煤矿地质探测中应用的物探技术

一般而言，当前所应用的物探技术，主要有四种，分别为高密度数字三维地震技术。三维地震叠前偏移处理技术、属性本解释技术以及岩性反演资料处理及解释技术。高密度数字三维地震技术有着高密度、高覆盖率以及高分辨率，能够对超过两米的断层落差进行检测，并同时检测直径为20cm的陷落柱。三维地震叠前偏移处理既可以避免传统技术中存在的横向分辨率偏高、错误成像等问题，而且还可以对地质构造边界情况有个更加全面的了解和掌握。属性本解释技术可以借助地震反射波的能量、频率等信息，来分析三维数据，进而得到所需要的地震资料，同时还能够得到小型结构剖面图。此外，岩性反演资料解释和处理技术，不仅能够显著提高弱反射波的可检测性，而且还可以提高地震剖面纵向分辨率，以便更好的了解和掌握煤层中含水层富水情况与瓦斯分布情况。

四、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

物探技术在预防治理矿井地质灾害中的应用主要有：

（1）在矿井采矿区对构件机理分析中的应用。煤矿突水事件会影响矿井开采作业的进展，扰乱矿井的正常生产作业，严重的情况下会发生矿井安全事故，造成人员的伤亡等情况。在矿井开采作业时，发生突水事件是不可避免的，为了减少该类事件的发生，可以在矿井开采前应用三维地震勘探法探测矿井煤层顶板砂岩的含水层深度和厚度、煤层的深度和结构变化，根据探测结果可以获悉该矿井的水文地质情况，并制定科学、合理的矿井开采作业方案和方法，提高煤矿矿井开采的安全性和效率性。

（2）在等时切片技术中的应用。在等时切片技术中，反射波的同相轴错开的大小反应的是断层断距的大小，水平切片上同相轴的强度反映的是反射波的强度，通过相应技术获得同一时刻相应的地震信息，并分析其层位的关联性，发现小断层分辨能力高于垂直时间剖面。

（3）相干体与方差体技术应用。两种技术的工作原理为利用三维技术信息，从而降低缺失小断层的现象。在三维成像过程中，使用数据切片及透视等方法分析断层构造，通过三维成像的方法进行解释，增强敏感性。最后在相干体或方差体上闭合操作，进而对断层空间的分布进行说明。

4.2在煤矿水灾害防治中的应用

针对矿井项目安全管控工作来说，实施水灾害的预防与治理工作非常关键。物理勘探工艺在矿井地质施工预防与治理期间是使用范畴较光，同时展现了非常关键的效用，通常展现在下列工作中：①物理勘探技术的应用可以准确研究不同类型煤矿的水源和地质条件，包括地下水含水层的含水率、建筑用地地下防水层的厚度以及倒塌柱的含水率，同时勘测精确度高于90%。如果在勘测期间应用一种物理勘测技术发现含水层，则需要应用众多工艺反复的进行勘测与判定，确保能够科学的优化施工措施，保证施工方案拥有较高的科学性与实用性。其次，应用物理勘探工艺可以研究和预估矿井地质施工位置周边的含水结构，预测半径为150m，进而从整体上掌控矿井周边的地质条件，确保矿井施工过程的安全。

四、结语

综上所述，物探技术在探测煤矿地质中的有效应用能够为煤矿项目的顺利开展提供有效的数据支持，可以帮助工作人员采取针对性的预防对策避免开采过程中安全事故的发生，使得煤矿开采作业得以顺利稳定地进行。本文通过探讨物探技术在探测煤矿地质中的作用以及应用情况，希望对煤矿企业有所助益，保障煤矿开采工作的安全顺利进行。

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[2]刘佳,聂肖剑,李想,赵哲.浅析物探技术在探测河南地区矿山地质中的应用[J].世界有色金属,2019(08):133+135.

[3]赵建峰.物探技术在探测煤矿地质中的应用研究[J].矿业装备,2021(06):130-131.

作者简介

 李资汇（1987.12.9），性别：男；籍贯：河南；民族：汉；学历：本科、学士；职称：无；研究方向：地质工程；