煤炭采空區綜合地質勘察實踐思考

謝忠義

摘 要：本文就某采空廠區作為研究對象，并且通過資料收集、地質調查、地球物理探測等多種方式，來對煤炭采空區的形態以及性質進行系統研究，并且在此基礎上，就煤炭采空區的綜合地質勘察情況進行了分析研究。

關鍵詞：煤炭；采空區；地質勘察

中圖分類號：U212.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0144-01

1 該采空區的煤層分布情況

本次研究的采空區正處于閉坑恢復治理其，并且已經完成了礦山地質環境保護以及恢復治理項目的初步驗收工作，其屬于私營煤礦企業，因此在資料收集的過程中有著一定的難度。該煤層中共含煤5～6層，可采2～3層，現階段采空區基本為13#煤，而15#煤是其最為穩定、厚度最大的可采煤層。該煤層位于石碳系上統太原組地層的地步，其砂巖為煤層的直接頂板。線狀附近鉆孔多揭露煤層頂板巖層比較完整，并多為薄至中厚層狀構造，在對煤礦技術人員進行隨訪時了解到，該煤層位于河道附近的煤層頂板條件很差，因此在該區域的煤層大部分還未被開采[1]。

2 對高采空區的形態以及地質性質進行勘查

2.1 進行工程地質測繪

借助于共層地質測繪工作，能夠對采空區的范圍進行確定，其主要工作包含工程地質的調查、具體采礦情況的調查以及地表變形狀況的調查等等。其目的在于進行資料的收集，并且進行采空區分布位置以及探測范圍的確定，并且能夠會后續的探測方案提供一定的數據支持。

2.2 地球物理勘探

為了對采空區的形態以及分布情況進行研究，就需要對該區域進行地質雷達勘測，同時需要運用地震CT技術，凱進行直達波地震勘測，就地震勘探與地質雷達勘探的結果進行對比，并在此基礎上得出一個較為準確的結果[2]。

地質雷達探測：（1）原理：地質雷達是由發射部分與接收部分所構成的，其發射部分是能夠產生高頻脈沖波以及可以對外進行電磁波的天線而構成的，并且以60°～90°的角度來對地下進行高頻電磁波的發射。電磁波在傳播過程中一旦遇到電性反界面就會出現反射現象，該反射波被接受天線所接受，所接受到的信息經過相關軟件進行處理之后，就會形成反射波形，并且能夠對地下的目標體情況進行反映。（2）場地勘探線的布置：在本次研究中采用了250MHz與100MHz的天線進行探測，其探測的深度范圍為30m以內，借助于地質雷達的測試，就可以得到該采空區的分布情況。（3）探測結果：地質雷達主要是通過地下介質的電性差異來對地下的一些異常地質體進行查明。而煤層的采空區都是在煤層開采之后而形成的，因此其介電常數也存在著較大的差異性。在探測過程中，煤層會形成一些具備有較強能量的雷達反射波，并能夠反應出該采空區的地質分布情況。在采空區頂板冒落時，其巖層遭受到破壞，這樣不僅會造成煤層與頂底板之間的電性差異不存在，還會出現電磁波吸收衰減非常嚴重這一狀況。在雷達的剖面上還會出現局部的反射波終端等異常反應。而借助于上述依據則能夠對該采空區中的雷達剖面進行合理的地質結石，并且對該采空區范圍內的冒落情況進行準確定位。

直達波地震CT探測：（1）原理：地震CT作為一種新型的勘探方法，其物理基礎是運用地質體與結構的波速以及衰減特性。通常情況下，地震CT可以借助于地震波射線來對地質體結構進行透視，并且能夠通過其波速情況以及衰竭情況的分析，來進行該地質體內部結構情況的分析。（2）進行地震CT勘探觀察系統的布置：在本次研究中，該煤礦采空區場地存在有13#與15#這兩種煤層采空層，因此進行激震的深度應當分別選擇13#與15#的頂底板上面。對各個煤層進行跟蹤測試，并借助于對反應數據的綜合處理，就能夠得出該13#煤與15#煤波速綜合平面的示意圖。

2.3 進行工程鉆探

工程鉆探是借助于點的方式來對地下開采情況進行反映的一種勘探方法，借助于工程鉆探的方式能夠對該區域的巖性特點、RQD值以及煤芯的采取率等數據進行有效收集，并且能夠借助于對比鉆探以及物探結果的方式，來對該次物探結果進行修正，并且獲得綜合判斷地下開采情況的目的。在本次研究之中，其采空區的鉆探工作中，總共布置了4個鉆探孔。在各鉆孔查明之后的具體采空情況如：（1）Z1鉆孔在鉆探的過程之中總共發現了13#與15#兩層煤，其中13#煤中存在有采空區，而15#煤中未見采空區。（2）Z2鉆孔在鉆探過程中發現13#與15#兩層煤，均為發現采空區。（3）Z3鉆孔在鉆探過程中發現15#煤層，并未發現采空區。（4）Z4孔在鉆探過程中只發現了15#煤層，并且發現存在采空區。

3 結語

本文就借助于工程地質測繪、地球物理勘探以及工程鉆探勘探的方式，來對該煤炭采空區中的形態分布情況以及其坍塌壓密情況的地質性質進行了勘探分析，并且在傳統勘探的基礎上來構建了一整套系統研究煤炭采空區地下形態的分布以及性質的方法，采用該方式能夠對煤炭的采空區進行系統全面的勘探工作，并且可以為后續采空區的穩定性研究工作奠定一個堅實的基礎，因此說對煤炭采空區綜合地質勘察工作進行進一步的研究具有著重大的意義。

參考文獻

[1]賀斌，朱朦.煤炭地質勘查中的綜合勘察技術分析[J].科技與企業，2014（9）：193.

[2]武有為.采空區治理技術與實踐[J].能源與節能，2016（7）：127-128.