綜合物探技術(shù)在煤礦防治水中的應(yīng)用探討

■唐　林(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊安徽合肥230088)

綜合物探技術(shù)在煤礦防治水中的應(yīng)用探討

■唐林
(安徽省煤田地質(zhì)局水文勘探隊安徽合肥230088)

經(jīng)濟的發(fā)展離不開煤炭資源的支持，但是經(jīng)過多年來的開采，各地都存在較多的煤炭采空區(qū)。不同的采空區(qū)在構(gòu)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(shù)是很難滿足其防水治水需求的。從當(dāng)前綜合物探技術(shù)在煤礦防治水中的應(yīng)用情況入手，闡述如何提升煤礦防治水質(zhì)量，為煤礦更好更快的發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)，減少煤礦生產(chǎn)危險。

綜合物探技術(shù)煤礦防治水

0　引言

煤炭資源在社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要性的不言而喻的，而煤礦生產(chǎn)與煤礦建設(shè)過程中的水災(zāi)會對煤礦生產(chǎn)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(dǎo)致煤礦采空區(qū)大面積積水，出現(xiàn)陷落柱含水等危險情況，這也給各地區(qū)的煤礦生產(chǎn)帶來了較大的威脅。

前些年我國大部分地區(qū)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(qū)構(gòu)造以及陷落柱的富水性成為煤礦安全生產(chǎn)首要解決的問題。

1　綜合物探技術(shù)

綜合物探技術(shù)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(yīng)法，該方法通過不接地回線與接地線源在采空區(qū)位置發(fā)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(fā)送，而是通過地下地質(zhì)體受到激勵之后出現(xiàn)的一種非穩(wěn)電磁場[1]。工作人員可以根據(jù)接收到的二次場來分析衰減曲線特性，并且判斷地質(zhì)體電性、地質(zhì)體規(guī)模以及地質(zhì)體的產(chǎn)狀。該技術(shù)屬于純二次場測量方式，和傳統(tǒng)的電法勘探比較來看，地質(zhì)體反應(yīng)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(tǒng)的電法勘探要好[2]。

三維地震采集屬于面積采集技術(shù)模式，通過炮點網(wǎng)格以及檢驗點網(wǎng)格來獲取地下數(shù)據(jù)點網(wǎng)點覆蓋次數(shù)，通過該技術(shù)可以得到比較清晰準(zhǔn)確的地下目標(biāo)圖像和位置。

與傳統(tǒng)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(gòu)成面積綜合在一起，組成三維體力觀測網(wǎng)，并且實際使用效果與傳統(tǒng)的探測方式相比也要更加優(yōu)秀，可以通過該技術(shù)可以獲得更加精確的三維數(shù)據(jù)[3]。

2　綜合物探技術(shù)的應(yīng)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(yīng)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(yīng)用方式，提升應(yīng)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(shù)可以在構(gòu)造、陷落柱賦稅以及各種電阻率明顯變低的煤窯采空區(qū)中使用。

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

通過分析相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，煤礦陷落柱形狀和奧灰?guī)r溶裂縫之間的聯(lián)系比較密切，因為巖溶裂縫會不斷的發(fā)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(xiàn)坍塌等問題，導(dǎo)致煤礦陷落柱內(nèi)填充物構(gòu)成變的松散。一旦出現(xiàn)坍塌，會將正常結(jié)構(gòu)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(qū)及周圍地區(qū)陷落柱的發(fā)育情況、導(dǎo)含水情況。煤礦采空區(qū)巖石體垮落破碎一般都比較嚴(yán)重，而地質(zhì)體電阻率值會有提升，如果采空區(qū)完全被水填滿，不僅會影響到采空區(qū)地址質(zhì)量，同時冒落斷裂也會填滿，巖體破壞區(qū)的電阻率會有所下降。結(jié)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(jié)果狀態(tài)以及含水狀態(tài)。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(qū)低電性特征，進而掌握采空區(qū)的地質(zhì)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(qū)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(qū)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(chǎn)生變化之后，長時間凝膠形成填充物。這部分填充物的性質(zhì)是比較復(fù)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(wěn)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(shù)最直觀的將結(jié)果表現(xiàn)到最終的探測結(jié)果中，為煤礦企業(yè)提供最真實也最可靠的地質(zhì)資料與安全措施，在安全生產(chǎn)的過程中通過針對性的防治措施來減少水災(zāi)帶來的安全事故，進而保證企業(yè)可以正常、安全生產(chǎn)。

3　結(jié)束語

從近年來我國綜合物探技術(shù)的發(fā)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(guān)的地質(zhì)資料，獲取高價值資料，這些資料對未來我國煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)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(chǎn)生幾率，將經(jīng)濟損失降到最低。綜合物探技術(shù)的不斷完善，使煤礦采空區(qū)、陷落柱以及構(gòu)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(chǎn)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(shù)相對簡單、結(jié)果更加真實可靠，可以提供最為真實的地質(zhì)水文資料，與傳統(tǒng)的工作方式相比，優(yōu)勢十分明顯，可以有效提升數(shù)據(jù)的精確性及最終分析結(jié)果的可信性，未來發(fā)展前景廣闊。

[1]邵雁，鄧春為，孫勝利，王秀萍.綜合物探技術(shù)在煤礦巖巷掘進超前探測巖溶中的應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)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(yīng)用[J].中國煤田地質(zhì)，2011，04:66-68.

[3]吳有信，韓東亞，王琦.煤礦深部開采地質(zhì)保障中的綜合物探技術(shù)應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)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(yīng)用價值研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2015，06:113+122.

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

TM6[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-265-1