淺析安全生產中煤礦地質勘測技術的應用

摘 要：煤炭資源是當前中國的主體資源，對中國的經濟發展具有舉足輕重的作用。隨著煤炭資源的不斷開采，開采難度不斷增加，煤礦安全生產日益引起人們的重視。地質探測技術的發展與完善，保障了煤礦安全生產。對常見的地質勘測技術進行概述，就瞬變電磁法與無線電波技術等典型地質勘測技術原理與應用進行探討，并闡述了煤礦安全生產中地質勘測技術應用的意義，為安全生產中地質勘測技術的應用提供參考。

關鍵詞：煤礦；勘測技術；安全生產

引言

煤炭是當前中國發展的主體能源，對中國經濟發展具有舉足輕重的作用。然而，隨著經濟的不斷發展，對資源的需求越來越大，同時，經過不斷的開采，煤炭資源的開采不斷的從淺向深，由于開采深度的增加，無疑極大的增加了煤炭的開采難度，煤炭開采的工藝越來越復雜，這其中受到地質因素的影響不斷增強。對于煤礦企業而言，煤炭開采過程中由于受到上部采空區積水、中粗砂巖含水區、斷層、下部承壓水、陷落柱、褶曲等地質因素的影響，極大的增加了煤炭開采的安全預防、生產工藝以及安全設施投入等方面的成本。另外，煤炭企業生產過程中，還會受到礦壓、地溫、瓦斯、底板突水等因素對礦井安全生產的影響。基于此，煤礦地質勘測技術中安全生產的研究具有非常重要的意義。

1 常見的地質勘測技術概述

隨著科學技術的不斷進步，國內地質勘測技術逐漸發展與完善。當前，我國大部分煤礦使用的典型地質勘測技術主要包括幾種：

（1）三維地震勘探技術：該技術在地面勘探中應用比較多，能夠對煤層中超過5m的斷層以及直徑超過15m的采空區、陷落柱以及包裹體進行勘察。

（2）礦井直流電法與瞬變電磁法：該技術在煤礦井下巷道掘進時應用比較多，主要應用于對煤層頂底板前方的含水性構造以及水體進行勘察。

（3）槽波地震勘探法：該技術通常被應用在勘探煤礦井下的工作面的構造，能夠對工作面內落差超過煤層厚度一半的斷層進行勘察。

（4）煤礦無線電波透視技術：該技術主要應用在工作面，對工作面內的地質異常體進行勘測。

（5）化學勘測技術：煤礦地質勘測過程中，通常利用化學試驗的方法對煤礦含水體的性質進行分析。

（6）礦井地質雷達技術：通過地質雷達技術能夠對工作面內的地質存在的異常體進行勘測，其不足之處在于探測距離比較小。

（7）室內測試技術：煤礦地質勘測中的室內測試主要包括了抗壓、抗拉等物理力學實驗、成分化驗、巖石性質檢定等，利用煤樣、巖樣對構造破碎度進行測定。

（8）鉆探技術：煤礦進行地質勘探以及勘測煤礦井下最直接的方法就是鉆探技術，鉆探技術手段勘探范圍的影響，通過多點的勘探，能夠對煤層整體的趨勢進行反映，同時，能夠對煤層的構造、賦存產狀等進行反映。

2 典型地質勘測技術原理與應用

2.1 瞬變電磁法原理與應用

地質勘測中瞬變電磁法的基礎是地層中巖石不同導電性和導磁性。基于電磁感應，通過不接地回線或者是接地電源向地下進行一次脈沖磁場的發送，就一次脈沖磁場間隙期間，通過線圈或者是接地的電極對二次渦流場進行觀測，同時對渦流場空間以及時間的分布進行分析，從而對地質問題進行研究。瞬變電磁法主要應用在空間狹小的條件，特別是在條件復雜的煤礦井下環境中，瞬變電磁法的應用比較普遍。

瞬變電磁法的主要特征是：

（1）測量的設備非常的輕便，其測量的精度以及工作效率比較高。

（2）由于瞬變電磁法采用小線圈測量，因此其點距非常密集，通常是2-10m，降低了體積效應，從而提高了橫向的分辨率。

（3）在目標體附近安裝設備，從而異常體能夠感應到的信號比較強，無疑使得其勘測的靈敏度提高。

（4）由于小線框發射電磁波，使得電磁波具有明顯的方向性，因此，其探測區域的目標性更強。

2.2 無線電波原理與應用

無線電波法進行地質勘測的原理是基于電磁波在地下巖層進行傳遞過程中，不同巖礦石不同電性吸收不同電磁波能量，低阻值巖層對電磁波的吸收作用比較強，從而造成了在巖性變化界面，電磁波出現反射與折射，使得電磁波能量發生損耗。基于此，煤礦地質條件下，當發射源發射的電磁波穿越煤層時遇到斷層、含水裂隙、煤層變薄區、陷落柱等地質構造，就會損耗電磁波能量，從而在接收到的信號微弱，出現無線電波勘測的異常區，從而實現了對地質異常體位置以及范圍的確定。當前，瞬變電磁法在井下回采工作面的開采前地質體的勘測中具有非常廣泛的應用。

3 煤礦安全生產中地質勘測技術的意義

在煤礦生產過程中，地質勘測技術具有非常重要的意義。基于地質勘測技術設計原理與應用的領域，煤礦生產中地質勘測技術應用的意義主要表現為：

第一，利用三維地震法能夠對地表深部地質結構的形態、積水區空間的狀況進行比較精確的確定，從而對合理設計礦井布局提供參考依據。

第二，利用直流電法與瞬變電磁法能夠對于煤礦掘進巷道周圍區域中異常地質體，特別是含水體進行比較精確的確定，從而對礦井巷道掘進過程中，安全隱患的預防與治理提供保障。

第三，基于無線電波透視技術能夠對于已經圈定的煤礦工作面中的地質異常體進行比較明確的確定，從而保障了礦井構造方案的實施。

第四，基于鉆探探測技術對煤礦斷層的產狀進行科學的判定，從而對于煤礦巷道掘進方式的調整提供依據。

第五，利用化學探測與室內測試技術，能夠基于測試的實驗結果對煤礦管路的抗酸堿性、采煤機、掘進設備等的選型提供依據。

4 結束語

煤礦井下地質勘測以綜合地質分析為前提，通過先進的地質探測技術，對煤礦地質進行勘測，從而確保煤礦安全生產。煤礦開采是復雜的動態的過程，因此，獲取精確的地質信息，對煤礦井下的地質狀況進行揭露，使得地質信息與煤礦地面鉆探、地面物探、礦井地質、井下鉆探等信息有機融合，準確預測煤層頂板或者煤層地板標高、煤層厚度、地質異常體等，使得煤礦生產可以高效、安全。

參考文獻

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