物探与钻探在煤矿防治水方面的应用

物探与钻探在煤矿防治水方面的应用

杨成超

内蒙古矿井水防控与环境治理有限责任公司 010300

摘要：随着我国工业生产的不断发展，能源需求逐年提升，而煤炭作为重要的能源物资，其开采技术不断被完善，煤矿开采的深度也在随着科学技术的发展不断增加，煤矿地下水防治工作的重要性以及越来越明显。煤炭开采生产过程中主要面临的威胁因素是地下水的不可控，其会引发一系列井下事故。因此本文将物探和钻探技术为切入点，针对煤炭防治水过程当中的应用以及技术原理进行分析，为相关工作从业人员提供一定参考意见，并且为煤炭开采提供基础安全的保障。

关键词:煤矿防治水；物探技术；钻探技术；应用研究

引言

地下水的防治在煤矿开采当中的重要性不言而喻，是整个煤矿开采的基础保障。矿井地下水一般来源于早期的不规范开采过程或者是采空区内部的积水，又或者是煤炭断层联通地表水和熔岩水导致的地下水隐患，是矿井开采水事故的主要原因。矿井水灾害是阻碍整个煤矿开采健康发展的重要因素，在多次的地下水事故当中夺去了许多从业人员的生命，地下水的防治工作应当进一步加强，在煤炭防治水工作当中要以防治为重点工作内容，在地下水害预防工作当中作重点关注。

一、目前煤矿防治水工作研究现状

在煤矿生产开采过程当中，矿井水防治存在的主要问题较多，有如下显著问题。首先防治水工作的人员队伍问题。随着矿井防治水重视度的提高，防治水队伍人数逐渐增多，但是从业者年龄逐渐年轻化，在防治水过程治理工作方面的经验较为缺乏。因此制定出的防治水工作管理办法很难在实际的煤矿开采当中发挥重要的价值以及防治效果，甚至导致一些防治水正常工作很难有序地开展。部分原因是工作人员在日常过程当中对防治水工作以及水害事故没有进行全方位了解，防治水工作方面的问题不能及时发现处理，这就导致如果在煤矿开采生产过程当中，一旦发生事故很难及时采取相应的控制措施，消除水害灾害的影响[1]。

此外矿井内部的排水系统不完善也是目前煤矿防治水存在的问题之一。完善的排水系统可以保证煤矿的基础生产安全，并且对水害的防治提供充分的措施保障，是地下煤矿防治水工作的重点内容之一。一些小型煤矿往往为了短期的经济效益，在开采过程当中忽视排水系统的重要性，在开采施工过程当中造成煤矿水仓设计不合理，并且容积与标准要求不符，排水设施不完善，并且在安全出口等位置没有设置密封门等设施，一旦煤矿内部发生水灾时排水能力不足，很容易导致水灾事故。

二、物探和钻探技术应用原理

（一）钻探钻柱振动录井技术原理

钻柱振动录井技术主要原理是在靠近钻井钻头位置的钻杆，通过振动传感器的布置，对钻孔设备震动情况进行实时监测。由于振动传感器获取的振动信号主要来源于钻头，因此在数据采集过程当中对钻头振动数据及时分析，采用相应的随钻测震仪进行分析，可以对岩层钻头间的动力反应谱实现追踪分析，并且确定是钻头前方地质构造的探测设备，以此来实现对煤矿开采过程当中地质条件进行勘测[2]。

（二）孔中瞬变电电磁法

孔中瞬变电电磁法是钻孔及瞬变电磁相互结合的一种新型探测技术。主要技术原理与井下顺变电磁法技术原理相同，通过在煤矿井下巷道内设置发射线圈，通过检测线圈周围的电磁场之间的变化，应用传感器对不同孔深度的电压信号进行探测，从而实现钻孔外激发钻孔内探测实施过程。可以对煤矿开采过程当中经常面临的地质灾害进行探测监测，为地下防治水提供必要的地质条件，是地下水防治过程当中不可或缺的一种技术应用。

（三）化探技术原理

化探技术在防治水稻中的应用主要是通过科学设备以及化学仪器全面的分析煤矿地下水，再结合相关的规范标准以及煤矿地下水质的要求进行全面分析，最后对水样样本进行测定。通常情况下，如果开展煤矿开采工作时出现透水问题，此时应用化探技术可以将透水的物质结构以及来源迅速检查出来之后与探测结果相互分析，合理的采取相应的措施进行应对，并且对漏水点等进行定位，做出合理的解决措施以及应对方式。

三、物探钻探技术在地下水防治当中的应用

（一）物探技术在防治水当中的应用

对煤矿地下水进行勘测检测时，最常用的物探技术主要有两种，分别是电磁法以及地震法。在开采过程当中对地下煤矿附近的积水进行探测，应用水面电磁法对煤矿开采附近的地质进行勘测。通常情况下在探测时主要通过地质勘测仪等设备。在应用物探技术的探测应用过程操作比较简单而且成本相对较低，有极其广泛的勘测范围，并且勘测速度较快，但是这项技术的物探结果比较多简化，只能在水害勘探的初期进行应用，不能较为精准地对水害进行判断[3]。

（二）钻探技术在防治水当中的应用

钻探技术是煤矿井下防治水最常用的技术手段之一。也是整个防治水工作开展的最后一项工作内容。主要实施方式是通过水钻机的应用，对开采区域内部的钻孔进行精准的检测，并使用仪器对钻孔的情况进行分析，使用专项探测器以及常规性检测结合的方式进行检测过程。常规性探测主要是在煤矿所开采地区内部的地质条件不清晰时，为了进一步保证开采工作的顺利进行，确保工作安全时所展开的一项检测工作。而专项检测过程是对开采区内部的地质条件以及水害情况进行具体的探测，一般应用于采空区和集水区的钻探工作，偶尔时也会在一些异常情况进行深入了解时进行使用。

钻探技术的应用有比较直观的效果，可以对地下地质条件情况进行直观的观测，但是这项技术在应用时的资金消耗量较大，人力机械等投入相对较大，实施开展速度较慢。在开展煤矿井下钻探技术施工时，首先要确保施工人员以科学严谨的工作态度面对整个施工过程，在必须严格遵守相关规章制度，按照相应的规范要求进行标准化操作以及施工。在开展专项工作时要将施工各项规章制度作为实施的依据，将自身安全始终放置合理的地位，确保施工安全，不能擅自离岗改变设备运行状态，机器工作时与工作无关的相关物品不得摆放在工作台面之上，如果在工作时需要对设备进行操作，严格按照相关规定，将手套摘除之后再进行操作，以免机器操作产生误触或者是相应的损害[4]。

四、结语

总的来说，煤矿井下防治水工作应用钻探技术以及物探技术进行防治时，最主要的目的就是将钻孔和物探技术的工作完整的完成，借鉴先进机器以及科学技术的应用，不断地对技术进行改进，保证对地下地质情况检测的准确性，在防治水工作当中做出重要贡献。

参考文献

[1]王爱青.天安煤矿水灾防治方法分析与应用[J].科技创新导报,2012(28):2.

[2]武强.煤矿水灾防治重在预案与现场指挥[J].中国安全生产,2010(7):2.

[3]付学敏.浅谈煤矿防治水综合措施的应用[J].科技信息,2013(8):1.

[4]周少明.煤矿水文地质类型分析及水害防治简述[J].内蒙古煤炭经济,2023(17):187-189.