綜合物探技術(shù)在煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用研究

叱舜宇

（山西華冶勘測(cè)工程技術(shù)有限公司，山西 太原 030000）

引言

礦產(chǎn)資源一般都是分布在偏遠(yuǎn)地區(qū)，礦產(chǎn)資源的開發(fā)需要針對(duì)當(dāng)?shù)氐牡匦吻闆r，來(lái)進(jìn)行資源挖掘的規(guī)劃設(shè)計(jì)，促使現(xiàn)場(chǎng)的施工人員能夠按照一定的工作指導(dǎo)，來(lái)進(jìn)行資源挖掘，保障礦產(chǎn)資源挖掘工作開展的順利性。物探技術(shù)是目前流行的勘探型技術(shù)之一，應(yīng)用在各個(gè)礦產(chǎn)區(qū)域的挖掘和勘測(cè)工作中，其勘察的效果較好，能夠全面掌握地區(qū)的基本情況，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工的開展起到了非常關(guān)鍵的作用。物探技術(shù)在煤礦采空區(qū)的應(yīng)用，主要是通過(guò)地質(zhì)勘探模型的建立，來(lái)進(jìn)行探測(cè)數(shù)據(jù)的獲取，在多次的探測(cè)中，完善好模型中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，保障模型的建立更加符合實(shí)際的地區(qū)情況。在物探技術(shù)的使用中，不同的地區(qū)以及工作要求，所采用的方法不同，現(xiàn)場(chǎng)的施工人員會(huì)根據(jù)具體的情況，來(lái)進(jìn)行物探技術(shù)的應(yīng)用，使得探測(cè)的內(nèi)容更加得詳細(xì)。

一、綜合物探技術(shù)應(yīng)用概述

物探技術(shù)是目前先進(jìn)的信息技術(shù)之一，融合了各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在其中，保障技術(shù)的探測(cè)效果更好。在物探技術(shù)的應(yīng)用中，針對(duì)不同的探測(cè)內(nèi)容以及基本需求，分為多種探測(cè)方法，在技術(shù)的使用，需要綜合實(shí)際的情況，來(lái)進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的改良，提升現(xiàn)場(chǎng)的勘探效果[1]。物探技術(shù)又被稱為地球地理勘探是以基本的物理特性來(lái)進(jìn)行地理模型的構(gòu)建，完善地區(qū)內(nèi)的模型結(jié)構(gòu)特征，保障探測(cè)的內(nèi)容更加精準(zhǔn)詳細(xì)。在物探技術(shù)的應(yīng)用上，利用地球物理學(xué)原理，進(jìn)行地理表面的分布及變化觀測(cè)，掌握各種自然現(xiàn)象的變化和規(guī)律，這樣能夠保證勘測(cè)的內(nèi)容更加地完善。在探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用上，主要分為點(diǎn)法勘探、物探測(cè)井、層析成像、放射性勘探等多種形式，在不同的方法應(yīng)用中，所注意的事項(xiàng)不同，在進(jìn)行地理探測(cè)時(shí)，需要通過(guò)信號(hào)傳輸?shù)姆绞剑瑏?lái)掌握地層內(nèi)部的實(shí)際情況，進(jìn)一步完善基本探測(cè)模型的構(gòu)建[2]。另外，隨著技術(shù)的不斷更新，物探手段也在不斷地優(yōu)化當(dāng)中，融合各種新型的技術(shù)在其中，促使物探勘測(cè)的效果變得更加的高效化、智能化。例如，包括紅外勘探、三維三分量地震勘探等，這些都是屬于新型的勘探方式，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員按照對(duì)應(yīng)的工作流程，來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)完成基本的勘探工作，極大提高了現(xiàn)場(chǎng)工作開展的質(zhì)量和效率[3]。

二、技術(shù)使用要點(diǎn)

（一）瞬變電磁法

在煤礦采空區(qū)的勘探工作開展中，在技術(shù)的應(yīng)用上，需要綜合實(shí)際的情況，來(lái)選擇相應(yīng)的探勘方式，且技術(shù)的應(yīng)用必然是需要加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的了解，然后按照規(guī)范的工作流程，完成地層勘探。瞬變電磁法是物探勘測(cè)工作中的一種方式，在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)使用要點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：

1.向地下發(fā)射脈沖磁場(chǎng)

在進(jìn)行瞬變電磁法的應(yīng)用過(guò)程中，磁場(chǎng)的建立十分的關(guān)鍵，通過(guò)向地下層發(fā)射對(duì)應(yīng)的脈沖磁場(chǎng)信號(hào)，來(lái)引導(dǎo)二次感應(yīng)渦流場(chǎng)，這樣能夠保障探測(cè)的內(nèi)容更加地全面化。但是，在實(shí)際的工作中，還需要注意的是，地下導(dǎo)電巖礦體會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流會(huì)因?yàn)闊釗p耗而隨時(shí)間衰減。工作人員需要及時(shí)關(guān)注到具體的磁場(chǎng)變化情況，穩(wěn)定信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃@樣才能夠使得探測(cè)的工作效率提升[4]。

2.金屬結(jié)構(gòu)的探測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確

在瞬變電磁法的應(yīng)用中，對(duì)于地層探測(cè)的數(shù)據(jù)獲取工作，保持穩(wěn)定和高效化的發(fā)展，在基本的工作運(yùn)行中，數(shù)據(jù)信息較為精準(zhǔn)化。而在遇到金屬結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，容易出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，其探測(cè)到的數(shù)據(jù)信息存在有較大的誤差。為此，在方法的使用上，需要注意實(shí)際的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，面對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的地質(zhì)層，則無(wú)法采用瞬變電磁法來(lái)進(jìn)行勘探，不然則會(huì)直接影響到勘探工作的實(shí)際工作效率[5]。

（二）高密度電法

在煤礦采空區(qū)的地質(zhì)探勘工作中，相應(yīng)儀器的使用十分的關(guān)鍵，高密度電法在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，儀器的使用十分的關(guān)鍵，通過(guò)儀器來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的電場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，這樣使得更好地獲取到對(duì)應(yīng)的地理數(shù)據(jù)信息。在使用的過(guò)程中，使用要點(diǎn)包括：

1.將電極置于剖面之上

煤礦采空區(qū)的地位一般較為偏遠(yuǎn)，野外測(cè)量工作的開展，需要應(yīng)用到測(cè)量?jī)x器，為了能夠更加精準(zhǔn)地掌握測(cè)量的具體數(shù)據(jù)，工作人員需要將全部的電極置于剖面上，然后通過(guò)程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)，來(lái)進(jìn)行不同電極距的實(shí)現(xiàn)，這樣的檢測(cè)方式能夠讓數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化的采集，極大縮短了勘探工作的時(shí)間，進(jìn)一步促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)勘探工作的發(fā)展[6]。

2.一次性完成現(xiàn)場(chǎng)布置

在進(jìn)行高密度電法的應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際的情況完成現(xiàn)場(chǎng)布置，現(xiàn)場(chǎng)布置具有一定的規(guī)范性，要求工作人員按照對(duì)應(yīng)的規(guī)范來(lái)完成布置情況。一次性完成現(xiàn)場(chǎng)布置，可以有效提高勘探工作的效率，并且還能夠降低周圍因素帶來(lái)的干擾，避免了故障問(wèn)題的出現(xiàn)。在勘探工作的實(shí)際開展中，還可以選擇多種電極排列的方式進(jìn)行測(cè)量開展，促使勘測(cè)到的信息內(nèi)容變得更加地全面化。目前的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐漸普及開來(lái)，在進(jìn)行野外勘測(cè)的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集方式，這樣能夠避免數(shù)據(jù)本身出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況，進(jìn)一步保障了勘測(cè)工作的效率和質(zhì)量。

（三）活性炭氡氣測(cè)量

在煤礦采空區(qū)內(nèi)存在有較多的微量元素以及化學(xué)氣體，在實(shí)際的勘測(cè)工作開展中，需要對(duì)區(qū)域內(nèi)的基本情況進(jìn)行全權(quán)掌握，這樣才能夠促使工作的開展變得更加的安全。活性炭氡氣測(cè)量法是一種放射性物質(zhì)勘察的物探方法，在實(shí)際的工作開展中，技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)包括：

1.活性炭烘烤干燥

在實(shí)際的勘測(cè)工作開展過(guò)程中，野外工作的開展必須要注意活性炭的干燥性，這樣才能夠使得勘察工作的開展變得更加的順利，勘測(cè)到的數(shù)據(jù)信息也變得更加的準(zhǔn)確。在實(shí)施野外勘測(cè)工作之前，需要將活性炭烘烤干燥，然后將其進(jìn)行密封待用，按照對(duì)應(yīng)的時(shí)間將活性炭放入探坑中，等待5 天左右取出，記錄好相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在此之前，活性炭必須要保障完全密封和干燥，不然則會(huì)影響到最終的勘測(cè)結(jié)果。

2.質(zhì)量檢查點(diǎn)的確定

在活性炭氡氣測(cè)量法的應(yīng)用過(guò)程中，質(zhì)量檢查點(diǎn)的確定十分的關(guān)鍵，在觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢測(cè)中，分為室內(nèi)和室外兩種方法，在室內(nèi)的數(shù)據(jù)檢測(cè)過(guò)程中，工作人員需要實(shí)時(shí)觀察數(shù)據(jù)變化的具體情況，按照對(duì)應(yīng)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，促使勘測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果變得更加的科學(xué)性且符合實(shí)際。室外的數(shù)據(jù)檢測(cè)要更加重視數(shù)據(jù)的變化情況，由于室內(nèi)與室外的檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果不同，數(shù)據(jù)變化的趨勢(shì)也存在有不同，所以，在實(shí)際的工作開展中，必然需要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)的確定，按照規(guī)范完成室內(nèi)、室外的檢測(cè)工作，能夠進(jìn)一步保障現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的結(jié)果。

三、在煤礦采空區(qū)探測(cè)中的具體應(yīng)用

（一）瞬變電磁法

在瞬變電磁法的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，針對(duì)煤礦采空區(qū)的勘探，規(guī)劃好具體的勘探位置，然后，設(shè)計(jì)安排室外勘探的基本工作內(nèi)容，要求工作人員按照基本的勘探工作流程來(lái)進(jìn)行工作的安排，促使勘探工作的開展能夠變得更加的順利。在瞬變電磁法的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，工作人員首先需要將地回線或者是地源縣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的布置，然后按照規(guī)范像地質(zhì)層發(fā)射脈沖磁場(chǎng)，將地下磁場(chǎng)建立完善，然后通過(guò)介質(zhì)來(lái)進(jìn)行地下信號(hào)的檢測(cè)，這樣能夠使得地下勘探工作的基本架構(gòu)建立完善。在指定的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電磁場(chǎng)之后，工作人員需要立即進(jìn)行電流感應(yīng)，將其斷電之后，記錄不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)變化情況，這樣可以獲取到更加詳細(xì)的地電檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果。在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，還需要注意的是，感應(yīng)電流的獲取必須在斷電之后完成，且需要注意每次檢測(cè)之間的時(shí)間段間隔，電磁場(chǎng)衰減的過(guò)程一般分為早、中、晚期，為此，工作人員可以在電磁場(chǎng)衰弱得早、中、晚期進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，這樣能夠掌握不同程度的地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)。

（二）高密度電法

在高密度電法的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，工作人員首先需要按照實(shí)際的工作程序，來(lái)進(jìn)行野外勘測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)的布置在電極的布置過(guò)程當(dāng)中，需要一次性完成，這樣可以減少在復(fù)制過(guò)程中引起的干擾及測(cè)量誤差等問(wèn)題的發(fā)生。在電極的安排過(guò)程當(dāng)中，需要綜合多種組合形式來(lái)進(jìn)行電氣排列，工作人員在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，需要實(shí)時(shí)記錄地電結(jié)構(gòu)情況以及地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)勘查起到了較大的幫助。另外，在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和收入的自動(dòng)化管理，融合較多的信息技術(shù)在其中，促使現(xiàn)場(chǎng)勘查數(shù)據(jù)能夠快速進(jìn)行提取整理，進(jìn)一步滿足當(dāng)下勘察工作開展的基本需求。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，還需要引入相應(yīng)的電子儀器設(shè)備，高密度電法測(cè)量系統(tǒng)是在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中最常用的設(shè)備之一，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)的相互輔助，以便于更好地掌握勘查現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)變化情況，確保工作人員能夠更加全面地掌握煤礦采空區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況。

（三）活性炭氡氣測(cè)量

在活性炭氡氣測(cè)量法的應(yīng)用過(guò)程中，工作人員必須充分掌握氡氣氣體的基本特性，了解其氣體的密度以及化學(xué)反應(yīng)情況，這樣能夠使得后續(xù)的測(cè)量工作開展變得更加的專業(yè)化。在實(shí)際地現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)過(guò)程當(dāng)中，采用活性炭來(lái)進(jìn)行具體數(shù)據(jù)的檢測(cè)，這樣能夠確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。工作人員將所需的活性炭進(jìn)行密封處理，確保活性炭本身處于完全干燥的情況，在使用的過(guò)程當(dāng)中，將活性炭埋于探洞當(dāng)中，等待至少五天左右的時(shí)間，然后將其取出，工作人員需要針對(duì)活性炭的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的記錄。在煤礦采空區(qū)內(nèi)包含有各種化學(xué)氣體，其中氡氣屬于一種惰性氣體，容易被固體物質(zhì)所吸附，其中活性炭的應(yīng)用，主要是將地層下的氡氣進(jìn)行快速吸附，了解地層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的基本情況，有助于后續(xù)礦區(qū)開采工作的開展。

四、結(jié)束語(yǔ)

物探技術(shù)是當(dāng)下應(yīng)用在礦區(qū)開采工作中最常使用的技術(shù)之一，在物探技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，融合了各類信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠快速對(duì)礦區(qū)內(nèi)的底層情況進(jìn)行全面的勘測(cè)，獲取到的數(shù)據(jù)信息更加全面，同時(shí)也能夠促使后續(xù)的工作變得更加的順利。在物探技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，綜合實(shí)際的應(yīng)用情況，所采用的方法不同。工作人員需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，確定好相應(yīng)的物探方法，這樣能夠使得勘探數(shù)據(jù)信息的獲取變得更加的精準(zhǔn)化。不同的方法應(yīng)用具有不同的使用注意事項(xiàng)和技術(shù)使用要點(diǎn)，工作人員必須要確定好正確的勘測(cè)方法，這樣才能夠獲取到更加準(zhǔn)確地質(zhì)勘測(cè)情況，其中瞬變電磁法、高密度電法、活性炭氡氣測(cè)量等，是最為常見的應(yīng)用方法，可以通過(guò)技術(shù)要點(diǎn)的掌握，來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的工作安排，將物探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大化，保障煤礦采空區(qū)探測(cè)的工作質(zhì)量。