煤炭采空區(qū)綜合地質(zhì)勘察實(shí)踐思考

謝忠義

摘 要：本文就某采空廠區(qū)作為研究對(duì)象，并且通過(guò)資料收集、地質(zhì)調(diào)查、地球物理探測(cè)等多種方式，來(lái)對(duì)煤炭采空區(qū)的形態(tài)以及性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究，并且在此基礎(chǔ)上，就煤炭采空區(qū)的綜合地質(zhì)勘察情況進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：煤炭；采空區(qū)；地質(zhì)勘察

中圖分類號(hào)：U212.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）08-0144-01

1 該采空區(qū)的煤層分布情況

本次研究的采空區(qū)正處于閉坑恢復(fù)治理其，并且已經(jīng)完成了礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)以及恢復(fù)治理項(xiàng)目的初步驗(yàn)收工作，其屬于私營(yíng)煤礦企業(yè)，因此在資料收集的過(guò)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(xiàn)階段采空區(qū)基本為13#煤，而15#煤是其最為穩(wěn)定、厚度最大的可采煤層。該煤層位于石碳系上統(tǒng)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(gòu)造，在對(duì)煤礦技術(shù)人員進(jìn)行隨訪時(shí)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(qū)域的煤層大部分還未被開(kāi)采[1]。

2 對(duì)高采空區(qū)的形態(tài)以及地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行勘查

2.1 進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪

借助于共層地質(zhì)測(cè)繪工作，能夠?qū)Σ煽諈^(qū)的范圍進(jìn)行確定，其主要工作包含工程地質(zhì)的調(diào)查、具體采礦情況的調(diào)查以及地表變形狀況的調(diào)查等等。其目的在于進(jìn)行資料的收集，并且進(jìn)行采空區(qū)分布位置以及探測(cè)范圍的確定，并且能夠會(huì)后續(xù)的探測(cè)方案提供一定的數(shù)據(jù)支持。

2.2 地球物理勘探

為了對(duì)采空區(qū)的形態(tài)以及分布情況進(jìn)行研究，就需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)勘測(cè)，同時(shí)需要運(yùn)用地震CT技術(shù)，凱進(jìn)行直達(dá)波地震勘測(cè)，就地震勘探與地質(zhì)雷達(dá)勘探的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并在此基礎(chǔ)上得出一個(gè)較為準(zhǔn)確的結(jié)果[2]。

地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)：（1）原理：地質(zhì)雷達(dá)是由發(fā)射部分與接收部分所構(gòu)成的，其發(fā)射部分是能夠產(chǎn)生高頻脈沖波以及可以對(duì)外進(jìn)行電磁波的天線而構(gòu)成的，并且以60°～90°的角度來(lái)對(duì)地下進(jìn)行高頻電磁波的發(fā)射。電磁波在傳播過(guò)程中一旦遇到電性反界面就會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象，該反射波被接受天線所接受，所接受到的信息經(jīng)過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行處理之后，就會(huì)形成反射波形，并且能夠?qū)Φ叵碌哪繕?biāo)體情況進(jìn)行反映。（2）場(chǎng)地勘探線的布置：在本次研究中采用了250MHz與100MHz的天線進(jìn)行探測(cè)，其探測(cè)的深度范圍為30m以內(nèi)，借助于地質(zhì)雷達(dá)的測(cè)試，就可以得到該采空區(qū)的分布情況。（3）探測(cè)結(jié)果：地質(zhì)雷達(dá)主要是通過(guò)地下介質(zhì)的電性差異來(lái)對(duì)地下的一些異常地質(zhì)體進(jìn)行查明。而煤層的采空區(qū)都是在煤層開(kāi)采之后而形成的，因此其介電常數(shù)也存在著較大的差異性。在探測(cè)過(guò)程中，煤層會(huì)形成一些具備有較強(qiáng)能量的雷達(dá)反射波，并能夠反應(yīng)出該采空區(qū)的地質(zhì)分布情況。在采空區(qū)頂板冒落時(shí)，其巖層遭受到破壞，這樣不僅會(huì)造成煤層與頂?shù)装逯g的電性差異不存在，還會(huì)出現(xiàn)電磁波吸收衰減非常嚴(yán)重這一狀況。在雷達(dá)的剖面上還會(huì)出現(xiàn)局部的反射波終端等異常反應(yīng)。而借助于上述依據(jù)則能夠?qū)υ摬煽諈^(qū)中的雷達(dá)剖面進(jìn)行合理的地質(zhì)結(jié)石，并且對(duì)該采空區(qū)范圍內(nèi)的冒落情況進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

直達(dá)波地震CT探測(cè)：（1）原理：地震CT作為一種新型的勘探方法，其物理基礎(chǔ)是運(yùn)用地質(zhì)體與結(jié)構(gòu)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(lái)對(duì)地質(zhì)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行透視，并且能夠通過(guò)其波速情況以及衰竭情況的分析，來(lái)進(jìn)行該地質(zhì)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況的分析。（2）進(jìn)行地震CT勘探觀察系統(tǒng)的布置：在本次研究中，該煤礦采空區(qū)場(chǎng)地存在有13#與15#這兩種煤層采空層，因此進(jìn)行激震的深度應(yīng)當(dāng)分別選擇13#與15#的頂?shù)装迳厦妗?duì)各個(gè)煤層進(jìn)行跟蹤測(cè)試，并借助于對(duì)反應(yīng)數(shù)據(jù)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(jìn)行工程鉆探

工程鉆探是借助于點(diǎn)的方式來(lái)對(duì)地下開(kāi)采情況進(jìn)行反映的一種勘探方法，借助于工程鉆探的方式能夠?qū)υ搮^(qū)域的巖性特點(diǎn)、RQD值以及煤芯的采取率等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集，并且能夠借助于對(duì)比鉆探以及物探結(jié)果的方式，來(lái)對(duì)該次物探結(jié)果進(jìn)行修正，并且獲得綜合判斷地下開(kāi)采情況的目的。在本次研究之中，其采空區(qū)的鉆探工作中，總共布置了4個(gè)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(guò)程之中總共發(fā)現(xiàn)了13#與15#兩層煤，其中13#煤中存在有采空區(qū)，而15#煤中未見(jiàn)采空區(qū)。（2）Z2鉆孔在鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)13#與15#兩層煤，均為發(fā)現(xiàn)采空區(qū)。（3）Z3鉆孔在鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)15#煤層，并未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)。（4）Z4孔在鉆探過(guò)程中只發(fā)現(xiàn)了15#煤層，并且發(fā)現(xiàn)存在采空區(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文就借助于工程地質(zhì)測(cè)繪、地球物理勘探以及工程鉆探勘探的方式，來(lái)對(duì)該煤炭采空區(qū)中的形態(tài)分布情況以及其坍塌壓密情況的地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行了勘探分析，并且在傳統(tǒng)勘探的基礎(chǔ)上來(lái)構(gòu)建了一整套系統(tǒng)研究煤炭采空區(qū)地下形態(tài)的分布以及性質(zhì)的方法，采用該方式能夠?qū)γ禾康牟煽諈^(qū)進(jìn)行系統(tǒng)全面的勘探工作，并且可以為后續(xù)采空區(qū)的穩(wěn)定性研究工作奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此說(shuō)對(duì)煤炭采空區(qū)綜合地質(zhì)勘察工作進(jìn)行進(jìn)一步的研究具有著重大的意義。

參考文獻(xiàn)

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

[2]武有為.采空區(qū)治理技術(shù)與實(shí)踐[J].能源與節(jié)能，2016（7）：127-128.