綜合物探技術在煤礦防治水中的應用探討

■唐　林(安徽省煤田地質局水文勘探隊安徽合肥230088)

綜合物探技術在煤礦防治水中的應用探討

■唐林
(安徽省煤田地質局水文勘探隊安徽合肥230088)

經濟的發展離不開煤炭資源的支持，但是經過多年來的開采，各地都存在較多的煤炭采空區。不同的采空區在構造和陷落柱等方面都存在一定的差異，使用相同的物探技術是很難滿足其防水治水需求的。從當前綜合物探技術在煤礦防治水中的應用情況入手，闡述如何提升煤礦防治水質量，為煤礦更好更快的發展提供技術基礎，減少煤礦生產危險。

綜合物探技術煤礦防治水

0　引言

煤炭資源在社會經濟發展中的重要性的不言而喻的，而煤礦生產與煤礦建設過程中的水災會對煤礦生產的安全性帶來較大的影響。近年來我國煤炭資源明顯減少，煤礦整合以及煤礦的重組導致煤礦采空區大面積積水，出現陷落柱含水等危險情況，這也給各地區的煤礦生產帶來了較大的威脅。

前些年我國大部分地區的煤礦都是無序開采的，無序開采的煤礦情況更為糟糕，所以如何明確采空區構造以及陷落柱的富水性成為煤礦安全生產首要解決的問題。

1　綜合物探技術

綜合物探技術包含了瞬變電磁法與三位地震法。其中瞬變電磁法是一種時間域電磁感應法，該方法通過不接地回線與接地線源在采空區位置發送一次脈沖場，并且在一次脈沖場間歇的過程中通過回線或者是電偶極接受二次場。二次場并非發送，而是通過地下地質體受到激勵之后出現的一種非穩電磁場[1]。工作人員可以根據接收到的二次場來分析衰減曲線特性，并且判斷地質體電性、地質體規模以及地質體的產狀。該技術屬于純二次場測量方式，和傳統的電法勘探比較來看，地質體反應更加靈敏，并且縱向的分辨率比較高，勘察的效率與勘察的精確度都比傳統的電法勘探要好[2]。

三維地震采集屬于面積采集技術模式，通過炮點網格以及檢驗點網格來獲取地下數據點網點覆蓋次數，通過該技術可以得到比較清晰準確的地下目標圖像和位置。

與傳統工作模式相比，三維地震勘察將沿測線觀測到的三維空間以及深度方向、構成面積綜合在一起，組成三維體力觀測網，并且實際使用效果與傳統的探測方式相比也要更加優秀，可以通過該技術可以獲得更加精確的三維數據[3]。

2　綜合物探技術的應用

綜合物探法是近年來使用頻率較高并且使用效果良好的一種煤礦防治水方式，在各大煤礦的防治水中使用效果都比較明顯。以近年來各大煤礦的應用情況為例，闡述瞬變電磁法以及三維地震法在煤礦防治水中的應用方式，提升應用效率。

2.1瞬變電磁法

瞬變電磁法是近年來逐漸興起的一種煤礦防治水的物探方式，該技術可以在構造、陷落柱賦稅以及各種電阻率明顯變低的煤窯采空區中使用。

從實際使用情況來看，這些地區都比較適合使用瞬變電磁法，可以在最短的時間內掌握小煤窯采空區構造和陷落柱的富水情況，對煤礦水害預防有一定的積極作用[4]。

通過分析相關資料發現，煤礦陷落柱形狀和奧灰巖溶裂縫之間的聯系比較密切，因為巖溶裂縫會不斷的發育和擴張，而底層一旦受到擠壓，必然會在重力的影響之下出現坍塌等問題，導致煤礦陷落柱內填充物構成變的松散。一旦出現坍塌，會將正常結構打亂。通過瞬變電磁法對含水陷落柱進行探測可以獲得斷面圖，通過斷面圖來分析本地區及周圍地區陷落柱的發育情況、導含水情況。煤礦采空區巖石體垮落破碎一般都比較嚴重，而地質體電阻率值會有提升，如果采空區完全被水填滿，不僅會影響到采空區地址質量，同時冒落斷裂也會填滿，巖體破壞區的電阻率會有所下降。結合該特點，通過瞬變電磁法對巖層電阻率與電阻率的變化情況進行探測，能夠更加精確的掌握底層結果狀態以及含水狀態。在煤礦整合過程中，瞬變電磁法的實用效果也比較明顯，可以全面反映出含水采空區低電性特征，進而掌握采空區的地質情況[5]。

2.2通過三維地震探測陷落柱

和瞬變電磁法相比，三維地震探測法的可用范圍雖然比較小，但是在煤礦采空區陷落柱探測中的使用效果卻比較好。通常情況下在煤礦陷落柱區域中，每層和圍巖層之間波阻抗會有一定的差異性，如果每層厚度大于1m，是可以形成良好的每層反射波的。但是如果在每層中存在陷落柱、煤層采空或者是頂板位置遭到破壞之后，煤層塊度的大小不均勻，各種上覆地層物產生變化之后，長時間凝膠形成填充物。這部分填充物的性質是比較復雜的，而且比較松散，整體密度較低、速度也比較低。在陷落柱周圍和頂部通常都是砂巖、泥巖或者是煤層，這些位置的沉積穩定性比較可觀，速度與密度和陷落柱之間的差異都比較大。通過三維地震探測技術最直觀的將結果表現到最終的探測結果中，為煤礦企業提供最真實也最可靠的地質資料與安全措施，在安全生產的過程中通過針對性的防治措施來減少水災帶來的安全事故，進而保證企業可以正常、安全生產。

3　結束語

從近年來我國綜合物探技術的發展情況來看，通過瞬變電磁法、采取三維地震勘探等方式對含水情況進行探測，可以精確的探測出相關的地質資料，獲取高價值資料，這些資料對未來我國煤礦企業安全生產具有十分重要的意義，可以從根本上減少煤礦安全事故的產生幾率，將經濟損失降到最低。綜合物探技術的不斷完善，使煤礦采空區、陷落柱以及構造含水情況探測精確度有了進一步的提升，從根本上減少煤礦事故的產生幾率，提升煤礦防治水效率。而且該方式的投資比較小、技術相對簡單、結果更加真實可靠，可以提供最為真實的地質水文資料，與傳統的工作方式相比，優勢十分明顯，可以有效提升數據的精確性及最終分析結果的可信性，未來發展前景廣闊。

[1]邵雁，鄧春為，孫勝利，王秀萍.綜合物探技術在煤礦巖巷掘進超前探測巖溶中的應用[J].礦業安全與環保，2010，S1:25-27+32+113.

[2]花育才，項首龍，夏雙力，孟紅星.電法勘探在煤礦防治水中的應用[J].中國煤田地質，2011，04:66-68.

[3]吳有信，韓東亞，王琦.煤礦深部開采地質保障中的綜合物探技術應用[J].工程地球物理學報，2012，01:57-62.

[4]張義安，霍志鑫.基于地面直流電法在煤礦防治水中的應用價值研究[J].內蒙古煤炭經濟，2015，06:113+122.

[5]電測深方法在煤礦防治水中的應用通過了技術鑒定[J].河北煤炭，2014，01:61-62.

TM6[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-265-1