煤矿地质灾害勘查中物探方法的应用研究

煤矿地质灾害勘查中物探方法的应用研究

丁涛王鑫

皖北煤电恒源股份钱营孜煤矿技术科安徽宿州234000

摘要：近年来，我国社会经济的发展，在一定程度上是依靠煤炭资源的支撑，煤炭资源在我国经济发展中发挥的作用尤为重要。当前全国煤矿不断开展相应的物探工作，其成果在煤矿生产和建设中发挥了重要作用，然而，物探技术受勘探目的和技术水平的限制，一些地质成果经探采发现精度较低，进一步提高地质勘探的精确度，为矿井提供可靠的的地质保证，成为当前煤矿高产高效，安全生产的重大需求。

关键词：煤矿地质；灾害勘查；物探方法；应用研究

前言：在地质勘查工作实践中，相对于钻探法的成本高、风险大、周期慢、连续性较差等弊端，地球物理勘查方法（简称物探法）以其成本低、效率高、方便快捷、整体性、连续性较好而备受关注，应用范围也日益拓展。随着科技的发展，物探技术、设备、手段也日益完善和多样化。但各种物探技术也不是万能的，都有其自身的特点和一定的适用范围。

1物探的基本原理及作用

物理探测属于一种间接的勘测方法，它并不与勘测对象直接接触，其基本原理是利用地层中岩石重力、磁力、导电性、导热性等物理特性，来推测判断出地质体或地质构造的一种勘测技术方法。在物探实际工作中，我们常通过各种地质仪器对研究区域这些物理信息中有用的部分进行提取、收集，并结合地质条件和相关地质知识进行综合分析，从而对区域地下矿体构造、具体位置、分布范围、储量大小以及围岩特性等做出较为准确的推测和判断，继而为我们的矿产资源勘测、矿井施工、采矿生产以及地质灾害防治等提供科学的依据。

目前，物探技术已经逐渐发展到了比较成熟阶段，很多行业和领域都可以运用到物探技术，尤其是在进行地质勘探方面得到了较好的利用。比如在水文地质探测的过程中，要参照水质的导电特性及岩石所具有的电磁的探测，要使用专业的物探技术。

2煤矿地质灾害危害及种类

2.1煤矿地质灾害危害

在煤矿发生地质灾害以后，会带来极大的危害，其影响主要的表现有：首先是煤矿采空区域的上方会发生地面塌陷等状况；其次是煤系地层的结构会受到比较严重的破坏，会有大量的地下水渗入到矿井的内部，这些渗入矿井的水中会含有的岩粉、煤粉等，在物理化学作用条件下造成严重的污染，甚至会给居民用水安全带来不利影响。

2.2煤矿地质灾害种类

目前出现的煤矿地质灾害的种类相对较多，经常出现的地质灾害有泥石流、地面塌陷、地面沉陷、山体滑坡、水土流失等。一旦发生这些地质灾害，会给整个矿区带来非常大的破坏，给煤矿生产造成不可预计的损失。甚至危及到当地人民群众的正常生产生活。

3物探方法应用在煤矿地质灾害勘查中的特征

地质灾害特征主要有三点：第一，物探方式应用到煤矿地质灾害的勘查工作中，主要是利用地下介质层的密度、弹性、放射性等一系列的物性差异对地质灾害进行机理研究的，地层在通常情况下会表现出一定的完整特性及成层特性，在不同区域中同一个地层的电性差异也会发生明显的变化，与此同时在顶板和底板以及煤层岩性结构的共同作用下，就会形成比较稳定的阻抗界面；第二，在已经开发的煤层结构中，其煤层中空间结构中出现了连续性的突破情况，一旦采空区域被空气和对应的坍塌物资进行填充后，就会使得采空区域的电阻率明显升高；第三，煤矿采空区域是段系发育过程，非常有助于氡气聚集，在采空区域上方的覆盖层里面就可以轻松检测到氡气值域的变化范围，有效的反映出地下地质环境中出现的变化情况。

4煤矿地质灾害勘查中物探方法的应用

4.1地震勘查方法

地震勘查方法分为两种：一种是二维地震勘查方法，另一种是三维地震勘查方法。使用地震勘查方法进行勘查时，需要使用点振动器对地层进行敲击，并借助相应的设备记录声波的震动情况。将收集的数据进行处理分析，就可以大致地了解地质剖面的情况。但是该勘查方法的勘查成本较高，需要专业设备才能开展勘查工作。另外，该勘查方法对断层（H≥5m）控制程度比较好，对煤矿勘探生产起到很好的指导作用，对落差＜5m、特别是落差≤3m的断层，解释不是很准确，与实际揭露存在误差。

4.2高密度勘查方法

物探方法有较多种，其中的一种就是高密度勘查方法。高密度勘查方法在煤矿灾害勘查中的应用比较广泛，借助该方法，可以根据实地勘查得到数据，绘制出电阻率的断面图，通过断面图，可以有效地了解煤矿层的电阻率情况。通过对电阻率分布情况分析，可以确定冒裂带、圈闭异常带等地质异常的具体位置，判断可能发生地质灾害的位置，从而为地质灾害防治提供相应的参考。在高密度勘查方法中，需要借助两个电极进行勘察，通过电极向地下通电，根据两端电极的电位差，可以计算出被测量地质的电阻率，并将电阻率的分布绘制成电阻率截面图，这种勘查方法操作较为简单，不需要投入大量的人力与设备，并且勘查的准确率较高。但是对煤层厚度控制不太理想，精度和可靠性偏低。

4.3瞬变电磁方法

瞬变电磁方法勘查的准确率比高密度勘查方法勘查的准确率更高。瞬变电磁方法是依据电磁感应原理，在具体的勘查工作中，利用通电设备制造电场。电磁在电场的影响下会呈现出周期性，在周期性的呈现中，可以测量到介质在不同地质情况下的磁场变化，根据磁场的变化，勘查人员对地质情况进行准确的评估。这一勘查方法不会受到其他因素的干扰，并且由于电磁本身对纵横向的分辨能力较强，因此，可以了解地质情况勘查的准确方位，并且准确度较高。瞬变磁方法一般使用在煤矿生产中的防治水工作，为生产提供有效的指导作用。此外，使用瞬变电磁方法勘查耗费的时间较短，在短时间内就可以得出精确的测量结果。

5结语

总的来说，随着我国经济的快速发展，科学技术的日益更新，地质勘探技术也会随着发展起来，近几年很多金属矿产地质勘探的技术得到了大大的提高，同时对于不同地质勘探技术的选择，以及策略需要加强学习。当前，较为常见的煤矿地质灾害勘查方法主要有四种，分别为：高密度勘查方法、瞬变电磁方法、放射性元素勘测方法以及地震勘查方法。这四种勘查方法的测量精度、操作方法各有各的特点，在实际的煤矿地质勘查工作中，勘查人员可以根据不同的勘查需求，选择不同的勘查方法，在有效地避免安全事故发生的同时，也可以提高煤炭企业的经济效益。对于提高金属矿产地质勘探工作效率具有一定的参考价值。

参考文献

[1]贾堂春.浅谈物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用[J].科技创新导报，2013，30：67.

[2]刘超.物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2015，06：193+199.

[3]谢经涛.探讨物探方法在煤矿地质灾害勘查中的运用[J].科技展望，2015，31：121.