分析煤礦地質災害勘察中地球物理方法的運用

李 慧

(山西省煤炭地質148勘查院，山西 太原 030053)

一、煤礦地質災害的類型及其危害性

常見的煤礦地質災害有很多類型，根據災害發生的具體特征以及造成危害的程度，可以將煤礦地質災害分為三大類:突發性地質災害，漸發性地質災害，多樣性地質災害。其中突發性地質災害往往具有爆發突然、持續時間短、危害大、應急防范較困難等特點，主要包括井下突水、瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等。漸發性地質災害主要是指一系列有著慢性發展過程、持續時間長、危害程度隨時間推移增大的地質災害問題，這類災害的發生往往具有不可修復性，危害持續性較強，主要包括沙漠化、水土流失、地面沉降等。多樣性地質災害的發生機制相對較為復雜，存在著突發和漸發兩種可能，災害的發展具有一定的變化性，危害程度也因實際發生情況而有所不同，主要包括滑坡、岸邊坍塌、地裂縫等。

大多數煤礦地質災害的危害性都是較為嚴重的，煤礦地質災害的發生不僅威脅著人們的生命財產安全，影響著社會發展的穩定性，同時對于自然環境也會造成一定的破壞。如水土流失、沙漠化等問題，其危害十分嚴重且修復治理非常困難，目前已經成為了世界性的環境問題，而由于煤礦開采生產導致的區域性水土流失，土地荒漠化的問題也嚴重影響著人們的生存環境質量。由此可見，加強煤礦地質災害勘察工作，預防和避免煤礦地質災害的發生有著極大的必要性。

二、地球物理方法在煤礦地質災害勘察中的應用

在煤礦地質災害勘察中，地球物理方法的應用能夠發揮出良好的效果，地球物理方法主要是通過對煤礦區域地質介質層間的電性、密度、放射性、彈性等物性差異變化的監測，結合不同煤礦地質災害的地球物理特征，對監測數據進行科學的分析與對比，以此來判斷地質變化的情況以及地質結構的穩定性，從而推測可能存在的地質災害隱患，并通過對開采方案的調整與災害防范措施的運用，預防地質災害的發生，同時制定針對性的應急預案，在災害發生時盡可能減少災害所造成的人員傷亡以及財產損失，減少地質災害所造成的社會不良影響。此外，利用地球物理方法的勘察技術在礦產資源的探測以及隱伏礦床的勘查等方面的應用，也有著理想的效果，顯現出很大的優勢。

1．高密度電法勘察技術

高密度電法勘察技術的主要原理是利用不同巖、土層之間，因種類、成分、結構、溫濕度等方面的不同而產生的電性差異來進行對煤礦巖、土層的地質情況的判斷，通過對勘察中檢測到的電參數進行分析，判斷可能存在的地質問題，并推測煤礦地區可能出現的地質災害，進而采取有效措施予以防范。這種勘察技術不僅能夠準確的反映出災害地質體與周圍介質之間的電性差異，同時對于因溶洞或斷裂破碎帶充水等情況造成的低阻變異情況，也能夠以電測深曲線和斷面圖上的電阻率曲線扭曲和梯度變化的方式表現出來，這些變化情況能夠更直觀的被人們察覺到，因此也被作為勘查巖溶、土洞、塌陷和滑坡的主要異常標志。

高密度電法勘察技術的主要優點在于，高密度測量系統具有較高的分辨率，其測量效果也較其他測量方法具有更大優勢，對于探測過程中的分層測量、極細小目標的準確探查能夠很好的完成，基于高密度測量系統的高精確性，其能夠很好的勝任各種復雜的地質災害勘察任務，如對堤防隱患探測和淺部巖溶、采空區、塌陷、滑坡等地質災害的探測勘察工作。

2．瞬間電磁法勘察技術

瞬間電磁法勘察技術主要是依靠電磁感應原理來實現的，在實際勘察過程中，通過不接地回線和接地回線的配合向地下發送一次場，之后在傳送的間歇階段內，對地下介質電磁感應情況隨時間推移的變化進行監測，并通過數據對地下介質產生的二次場衰減情況及其特征進行準確分析，形成衰減曲線，以便于對地質結構與條件的分析與判斷，利用以上測量及分析所獲得的數據資料，對地下介質的分布情況、規模、成分、結構及其穩定性等進行分析和判斷，對可能出現的斷層、采空區等地質結構及由此引發的陷落、坍塌、突水等地質災害進行準確的勘查和預防。瞬間電磁法勘察技術的優點在于其抗擾能力強、環境因素影響小、縱橫分辨率高、靈敏性強等，在煤層頂底板水層劃分工作以及煤層陷落柱探測等工作中有著較好的效果。

3．放射性元素勘察技術

放射性元素勘察技術主要是利用對巖石中放射性氡元素含量及其濃度變化情況的監測，判斷地下地質體的結構變化情況，以此來判斷煤礦區域存在的地質問題，推測地質災害的隱患因素，進而預測可能出現的地質災害情況，并采取有效措施加以防范。煤礦的開采作業必然會導致地下地質體在橫向連續性上受到破壞，這也使氡元素在巖石結構中的運移與集聚等情況出現改變，這種變化可以通過地表對氡值的測量數據體現出來，結合地質災害的地球物理特征，對氡元素濃度變化、α射線強度、溫度等情況進行分析，能夠準確的判斷出地下采空區位置及其范圍、巖溶陷落柱的位置情況、潛在滑坡地質結構的情況以及地下火源的位置及火源溫度等，在分析地質破壞情況、預防滑坡、煤層自燃以及瓦斯爆炸等煤礦地質災害方面有著很好的效果。

總結

煤礦地質災害的發生不但威脅著煤礦生產作業人員的生命安全，同時也會導致煤礦附近區域的地質變化，威脅礦區周邊居民的生命財產安全，一旦地質災害發生，還會造成社會的不良影響，因此，對于煤礦地質災害的勘察十分重要，通過對地球物理方法的有效運用，能夠很好的提升煤礦地質災害勘察的準確性，減少煤礦開采造成的地質災害的發生，進而充分保障煤礦生產的安全，為社會的穩定與人們的生命安全提供有力的保障。

［1］付群禮．淺析地球物理勘探在活斷層探測中的應用［J］．中國石油和化工標準與質量，2011(08)．