物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用

寧曉華

摘要：隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和改革開放的深入，人們?cè)絹碓街匾暤厍蛭锾椒椒ㄔ诿旱V地質(zhì)災(zāi)害勘探中的應(yīng)用效果。然而，中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)嚴(yán)重依賴煤炭生產(chǎn)，不僅是因?yàn)椴傻V方法和設(shè)備落后，還因?yàn)楣芾韱栴}造成的地質(zhì)災(zāi)害。因此，在新時(shí)期，加強(qiáng)地球物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘探中的應(yīng)用是一項(xiàng)重大而緊迫的任務(wù)。

關(guān)鍵詞：物探方法;煤礦地質(zhì)災(zāi)害;勘探;應(yīng)用

目前，中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在很大程度上取決于煤炭資源的支持，所以，煤炭資源在中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用尤為重要。但是，由于中國(guó)煤炭企業(yè)采用相對(duì)落后的勘探技術(shù)，相關(guān)勘探系統(tǒng)和勘探工作仍存在許多問題，由于這些因素給中國(guó)煤炭企業(yè)的生產(chǎn)帶來了許多隱患，安全事故發(fā)生的概率相對(duì)較高。因此，地球物探方法在煤礦地質(zhì)勘探中的應(yīng)用尤為重要。

1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性及類型研究

1.1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的危害主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

一是煤礦區(qū)上部的地表沉陷，容易引起地面裂縫、房屋倒塌、道路橋梁和地面建筑物的破壞，這不僅不利于礦區(qū)的再生利用，而且也會(huì)造成土地資源緊張，也有可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失;二是水污染是由煤礦引起的。地層的破壞和大量地下礦井的深入，礦井水中含有大量的石粉和煤粉，水解和氧化后，礦井水具有較高的酸度，這種礦井水滲入地下水，不僅對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染，而且還影響居民的飲用水安全。

1.2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害類型研究

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型有：泥石流，瓦斯突出，地面坍塌，山體滑坡，突水，土壤侵蝕等，這些地質(zhì)災(zāi)害不僅影響煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)展，也嚴(yán)重破壞了礦山人民的正常生活。

2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)

煤礦有多種地質(zhì)災(zāi)害，不同的災(zāi)害有不同的特點(diǎn)。

①由于煤礦企業(yè)在采煤前的地質(zhì)勘探工作做得不好，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的開采，煤礦內(nèi)部將有一個(gè)獨(dú)立的空間。采礦后，剩下的空間將充滿坍塌的污垢或空氣，這將使空間電阻率降低。因此，我們可以根據(jù)這一特點(diǎn)來認(rèn)識(shí)煤礦的地質(zhì)情況;②在煤炭勘探過程中，煤礦電阻率和密度數(shù)據(jù)可用于確定煤礦是否已開采，煤礦區(qū)和未開發(fā)區(qū)，這兩個(gè)區(qū)的性質(zhì)明顯不同。在采礦區(qū)，介質(zhì)密度明顯低于未開采區(qū)域，利用這些數(shù)據(jù)，我們可以識(shí)別出地質(zhì)災(zāi)害的成因;③在煤礦區(qū)，可以明確區(qū)域與周圍地質(zhì)條件的差異。在一定程度上，它可以用來判斷煤礦地質(zhì)變化是否存在這樣的裂縫，從而為煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供相應(yīng)的信息。

3 地球物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘探中的應(yīng)用

地球物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘探中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

第一種是瞬變電磁法，它是基于電磁感應(yīng)基本原理的地球物探方法之一。它主要使用地線或不接地回路向地發(fā)送一個(gè)場(chǎng)，在傳輸電場(chǎng)的間歇階段，根據(jù)時(shí)間的變化科學(xué)地測(cè)量地下介質(zhì)感應(yīng)電磁場(chǎng)的電壓，然后根據(jù)感應(yīng)電磁場(chǎng)衰減曲線的特征進(jìn)行合理的判斷。地下地質(zhì)體的性質(zhì)，和規(guī)?？梢杂行У亟鉀Q一系列地址問題，如采空區(qū)，沉陷柱和斷層。第二種是高密度電阻率法，即直流電阻率法。它基于地下介質(zhì)的電導(dǎo)率差異，通過向地下供電，通過點(diǎn)陣布置電極，通過取樣和研究，觀察電場(chǎng)空間的分布規(guī)律，并根據(jù)視電阻率的實(shí)際情況，進(jìn)行處理、計(jì)算和分析，有效地發(fā)現(xiàn)異常，劃分地層，確定斷層帶。第三種是3D和2D地震方法，它們依靠自己的高分辨率、高信息含量、準(zhǔn)確的空間歸位和信噪比，結(jié)合勘探對(duì)象的地球物探特征和煤礦極為特殊的地形地質(zhì)條件，可以選擇合適的方法，以最小的經(jīng)濟(jì)投入獲得最準(zhǔn)確的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查結(jié)果。四是地下地質(zhì)體的側(cè)向連續(xù)性由于采動(dòng)而被破壞，地層中氡元素的積累和運(yùn)移是不同的，鍶元素遷移到采空區(qū)并在采空區(qū)積累，導(dǎo)致表面和采空區(qū)之間形成獨(dú)立的異常區(qū)。

因此，科學(xué)地測(cè)量地球表面元素的含量有助于確定采空區(qū)的范圍和位置。根據(jù)氡異常的峰值狀態(tài)，可以清楚地確定喀斯特陷落柱的范圍和位置，這是根據(jù)地下筏通過裂縫、結(jié)構(gòu)和地下水的運(yùn)輸穿過深層到達(dá)地面而確定的。因此，科學(xué)測(cè)量鍶含量可間接反映地下地質(zhì)體裂縫系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài)，同時(shí)，可以對(duì)裂縫系統(tǒng)的連通性、張開度和破碎度進(jìn)行科學(xué)的觀察和分析。隨著地下溫度的逐漸升高，煤礦地層中鍶的排放量也在不斷的增加。因此，在新的時(shí)代，地面同位素測(cè)量技術(shù)有助于科學(xué)地預(yù)測(cè)地下火源的溫度，并明確地下火源的位置。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的勘探方法應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害勘探過程中，通過對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的勘探，可以有效地了解煤礦的地質(zhì)條件，利用地質(zhì)條件提前評(píng)估和控制地質(zhì)災(zāi)害，避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。目前，煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘探有四種常用方法：高密度勘探方法，瞬變電磁法，放射性元素調(diào)查方法和地震勘探方法，這四種方法的測(cè)量精度和操作方法都各有其特點(diǎn)。

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