綜合物探技術在煤礦防治水中的應用

摘? ? 要：煤礦防治水工作一直是影響煤礦安全生產的重要工作，全面提升煤礦防治水工作水平對于保障煤礦生產的安全性非常關鍵。特別是隨著煤礦開采深度的不斷增加，煤礦企業面臨的防治水工作難題越來越多。本文將綜合物探技術在煤礦防治水中的應用作為研究對象，對當前煤礦防治水中綜合物探技術的主要類型進行了分析，并重點研究了各項綜合物探技術的具體應用。

關鍵詞：綜合物探技術;煤礦防治水;應用;探析

一、綜合物探技術在煤礦防治水中應用的主要類型

（一）全空間瞬變電磁法

瞬變電磁閥主要使用的是不接地回線，在煤礦巷道內設置一定電流發射線圈，通過電流發射線圈發射電流在整個回線周邊形成一個穩定磁場。如果發射線圈中出現了電流斷開的情況，在線圈平面上下就會形成感應渦流場。形成感應渦流場的主要目的是為了將電流斷開之后，先前的磁場有效維持。在這種情況下，瞬間電流集中在發射圈的周邊，并按照一定的規律進行衰減，隨著距離發射中心增加衰減效果逐漸明顯。隨后電流開始逐步在整個巷道空間內擴散。在將電流全部切斷之后，感應形成的渦流會在線圈平面內呈現出多種類型的環帶，就如同從發射線圈發射出的煙圈，因此這種情況也被稱為煙圈效應。

（二）三維地震探測技術

三維地震采集屬于面積采集技術的一種，其主要優勢是通過使用炮點網格與檢波點網格，對這兩種類型的網格進行科學組合，得到較為均勻的地下數據點網格。也能夠達到所要求的覆蓋面積與覆蓋次數。使用三維地震技術主要是為了提升對地下目標探測圖像更為清晰精準，對地下目標位置定位也更為精確。三維地震觀測是將傳統的二維地震方法通過擴展到立體空間的形式，形成三維空間，由深度z軸方向與平面x軸與y軸方向形成三維空間。通過使用面積觀測技術來得到三維數據體，相對于傳統二維地震技術來比較，三維地震探測技術可以得到的數據量更大。同時，可以沿著任何方向進行剖面的抽取，可以在所有時間對剖面進行切片研究，綜合反應地下地質情況較好。此外，三維地震探測技術位移歸位較為精準，通過將三維偏移技術應用到三維數據體空間當中，能夠得到高質量的歸位效果，將地質空間與地震三維技術之間數據對應關系變得更為簡單化、明了化。從當前三維地震勘測技術應用來看，其可以得到三維空間數據體，可以提供出立體平面剖面的地下地質構造，對于提升地震勘測精準度非常有效。特別是對于當前地質構造日趨復雜化的煤礦防治水勘測來看，其可以得到信息密度為5m×5m的三維數據體，獲取的信息量非常豐富，地震剖面的辨識率也非常高。對于地下形成的古喀斯特地貌、古高山、古湖泊、古河流及陷落柱、斷層等復雜地質情況可以間接或者直接反映出來。

二、綜合物探技術在煤礦防治水中的具體應用

（一）全空間瞬變電磁法在煤礦防治水中的具體應用。

首先是探查的裝置。從理論上進行分析，發射磁距越大，其可以探測到的深度就會不斷提升。第一，通過增大發射磁距的方式，不僅能夠將發射線圈供電電流有效提升，但從煤礦安全的角度進行考慮，發射電流應當控制在合理的范圍之內，不能出現過大的情況。第二，可以通過將發射線圈面積增加，或者將發射線圈的匝數增加的方式來提升探測的深度。但是在實際應用過程中，由于航道空間較為有限，再加上井下特殊的環境條件，地面上經常使用的大邊長回線在礦井下不能正常使用，而如果對發射線圈的匝數進行增加，則物件的重量會增加較多，會導致淺層探測出現的盲區擴大的問題。為了確保發射功率，同時能夠得到較多的有用感應信息，通過采用物理實驗和多次數值模擬的方式，在井下使用的過程中，通常情況下，使用測量裝置的為2×2m的多匝數發射線圈。在煤礦一線探測過程中發現，選擇使用這種裝置，能夠取得快捷、輕便的優點，同時，在掘進工作面出現異常構造后，能夠取得較好的耦合效果，信噪比也相對較高。其次是對測點進行布置。如果巷道在掘進工作中出現了前方包含有較大范圍的異常構造的情況，會給煤層巖層整體性帶來較大影響。在具體探測時，電信號也會出現明顯差異，含水異常構造的視電阻率值會明顯低于圍巖視電阻率值。通過對掘進工作面與左右兩側的電阻率等值線圖進行對比研究的方式，可以將未知區域內出現的異常構造的位置、具體范圍及連通情況推測出來。觀測點在進行布置時，應當預留出保護區域。若需要對工作面頂板和底板實際富水性進行探測，為了最大限度的將全空間順便電磁法其能夠帶來的體積效應降低。

（二）三維地震探測技術的實際應用

通常情況下，煤層與其周邊的巖層存在著非常明顯的阻波抗差異，當煤層實際厚度超過一米時，就能夠形成良好煤層反射波。但是，如果頂板遭到破壞之后或者采空區頂板下沉嚴重、陷落柱存在，則在地震時間剖面上能夠將這些地質情況較好反映出來，其主要通過反射波阻的消失或者中斷，為探測人員提供出數據支撐。同時，如果頂板結構出現了各種類型的不規則破壞，也會產生較多的低頻干擾。這些干擾數據是技術人員識別采空區和線路柱是否存在的關鍵。如果將采空區、陷落柱確定出來之后，則需要進一步對其是否含有水進行探測。從三維地震探測技術實際應用情況來看，其可以將陷落柱柱體大小探測出來，對于排列較亂的塌陷物充填膠結情況也可以探測出來，特別是對于充填物成分較為復雜，速度低、密度小、松散可以取得較好的探測效果。

（三）增強綜合物探技術在煤礦防治水中的應用效果的相關對策

針對當前煤礦防治水工作難度逐步提升的實際，煤礦企業必須充分結合企業實際，加大對防治水技術人員探測技術水平的培訓力度。在具體培訓過程中，需充分結合煤礦面臨的防治水工作實際，科學選擇防治水技術，通過理論培訓與實踐培訓相結合的方式，全面增強培訓實效。在理論培訓過程中，應注意理論培訓內容選擇的先進性與豐富性，為技術人員提供出一個完整的煤礦防治水探測知識體系，全面增強煤礦防治水工作人員應用綜合物探技術的整體性與系統性。

四、結語

全面做好煤礦防治水工作是新形勢下煤礦企業取得健康可持續發展的重要基礎。同時，在煤礦防治水工作中將綜合物探技術應用到其中，對于提升防治水效果非常明顯。因此，這就需要煤礦企業全面認識到綜合物探技術在防治水工作中的應用重要性，充分結合企業實際，選擇合理的綜合物探技術，不斷提升煤礦防治水工作效果。

作者簡介：姬鵬程（1982-），男，河南新安人，助理工程師，現在洛陽義安礦業有限公司地測科從事儲量管理工作。