綜合物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害中的研究應(yīng)用

侯寶柱

中國(guó)中煤能源股份有限公司新疆分公司 新疆烏魯木齊 830026

物探——地球物理勘探的簡(jiǎn)稱(chēng)，它之所以能夠解決或查明有關(guān)地質(zhì)和工程問(wèn)題，是因?yàn)樗綔y(cè)的地質(zhì)對(duì)象與周?chē)橘|(zhì)間存在某種物性差異。物探技術(shù)就是利用先進(jìn)的物探儀器來(lái)攝取這些物理場(chǎng)的分布并與均質(zhì)條件下的物理場(chǎng)相比較，找出差異部分來(lái)研究與勘探對(duì)象之間的關(guān)系，達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題或工程問(wèn)題之目的。在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行中，地下的環(huán)境復(fù)雜多變，在挖掘的過(guò)程中很可能因?yàn)槟承┎淮_定的因素發(fā)生安全事故。所以，利用綜合物探方法就可以勘探地下的周?chē)h(huán)境，根據(jù)周?chē)h(huán)境的實(shí)際狀況選擇合理的解救方法。

1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害中幾種常見(jiàn)的問(wèn)題

1.1 含煤地層的構(gòu)造水和斷層導(dǎo)水

煤礦企業(yè)在地下開(kāi)挖的過(guò)程中，會(huì)深入到地下幾千米，有時(shí)會(huì)挖到水質(zhì)層，由于地下環(huán)境復(fù)雜多變，會(huì)影響到開(kāi)挖工程安全和進(jìn)度，再者煤礦的開(kāi)挖需要用電設(shè)施的幫助才可進(jìn)行，而地下水具有導(dǎo)電性，所以，在開(kāi)挖的過(guò)程中由于構(gòu)造水和斷層導(dǎo)水，在開(kāi)挖的過(guò)程中極有可能因?yàn)椴恍⌒氖沟盟|電，發(fā)生安全事故。而且斷層之中還會(huì)有其他物質(zhì)具有導(dǎo)電性，都將打破地層電性在橫向上的均勻性和縱向上的正常遞變規(guī)律，為使用電磁法探測(cè)富水地質(zhì)體提供了條件[1]。

1.2 陷落柱問(wèn)題

陷落柱是煤礦開(kāi)挖的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象，陷落柱中會(huì)充斥著各種各樣復(fù)雜的物質(zhì)，使得內(nèi)部巖土正常的土壤成分被打亂，而且陷落柱與周?chē)鷰r土的密度過(guò)小，密不可分，如果想要解決這方面的問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)動(dòng)用周?chē)膸r土。技術(shù)人員如果想要勘察必須根據(jù)陷落柱周?chē)膸r土環(huán)境采用合適的技術(shù)方法，確保不會(huì)發(fā)生安全事故。

1.3 煤礦采空區(qū)問(wèn)題

由于煤礦企業(yè)長(zhǎng)時(shí)間在地下開(kāi)挖，導(dǎo)致地下儲(chǔ)存的物質(zhì)含量極度減少，還有很大一部分原因是由于我國(guó)日益增長(zhǎng)的人口數(shù)量與生活水平的提升，需要用煤的地方太多了，煤礦企業(yè)生產(chǎn)的煤炭已經(jīng)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的需求。所以，在開(kāi)采過(guò)煤礦的地區(qū)地底下基本上已經(jīng)成為空地，當(dāng)?shù)叵旅后w局部被采出后，在巖體內(nèi)形成一個(gè)有一定規(guī)模的空間，使周?chē)膽?yīng)力平衡狀態(tài)遭受破壞，產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中，就會(huì)形成煤礦的采空區(qū)。

2 礦井地質(zhì)災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)的勘探方法

2.1 采空區(qū)含水(陷落柱)勘探方法

針對(duì)煤礦企業(yè)在開(kāi)挖過(guò)程中會(huì)形成采空區(qū)的現(xiàn)象，企業(yè)負(fù)責(zé)人可以將采空區(qū)或者陷落柱內(nèi)注入水，防止坍塌，根據(jù)煤礦的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了采空區(qū)高阻和低阻模型。對(duì)于煤礦企業(yè)或者以煤礦為主要產(chǎn)業(yè)的地區(qū)來(lái)說(shuō)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)采空區(qū)或者陷落柱，這種區(qū)域的形成會(huì)影響人們的正常生活和生命財(cái)產(chǎn)安全，但是地區(qū)之間的地基不同，地理位置也不同，采空區(qū)會(huì)因?yàn)榈匦蔚孛驳牟煌纬筛鞣N形式的采空區(qū)。所以，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)刂車(chē)沫h(huán)境和地形地貌采用合理的方法進(jìn)行采空區(qū)陷落柱的填補(bǔ)。

2.2 相干體與方差體技術(shù)解釋與應(yīng)用

針對(duì)煤礦企業(yè)在開(kāi)采過(guò)程中形成的斷層，為了避免發(fā)生安全事故，可以采用相干體與方差體技術(shù)來(lái)改善，在斷層解釋的基礎(chǔ)上，依據(jù)解釋的閉合點(diǎn)進(jìn)行常規(guī)剖面上的斷層顯示和修改，并返回相干體或方差體切片再進(jìn)行閉合調(diào)整，經(jīng)過(guò)調(diào)整之后，就可以在地震反射層位解釋之前精確建立研究區(qū)的斷層空間分布模型。

2.3 等時(shí)切片技術(shù)及其應(yīng)用

在煤礦企業(yè)開(kāi)挖之前都會(huì)對(duì)其開(kāi)挖的地方繪制一幅簡(jiǎn)易的圖像，用來(lái)幫助開(kāi)挖人員進(jìn)行煤礦的開(kāi)采，另外會(huì)將其中危險(xiǎn)的地方用特殊的符號(hào)標(biāo)記出來(lái)，等時(shí)切片技術(shù)是某一時(shí)刻三維數(shù)據(jù)體中所有地震信息的顯示，反映了不同地質(zhì)層位的界面反射在某一時(shí)刻平面內(nèi)的分布狀況。用等時(shí)切片技術(shù)形成的三維圖像，可以更加直觀的觀察出地勢(shì)中存在的危險(xiǎn)。

3 綜合物探方法在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

綜合物探方法作為一種可用性較強(qiáng)、覆蓋面廣的技術(shù)，能夠被應(yīng)用在多種地形地貌的煤礦企業(yè)中，它不僅可以解決煤礦企業(yè)在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生、面臨的各種問(wèn)題，而且還不影響正常的開(kāi)挖工程，目前，很多煤礦企業(yè)都在使用這種方法。煤礦對(duì)于人們生活有著很大的重要性，但是隨著近年來(lái)我國(guó)人口數(shù)量的逐步增加，我國(guó)生產(chǎn)的煤礦已經(jīng)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求，而且每年煤礦企業(yè)都會(huì)發(fā)生各種各樣的安全災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害，威及工人的生命健康安全。所以，綜合物探方法的應(yīng)用不僅可以有效解決煤塊開(kāi)采過(guò)后產(chǎn)生的問(wèn)題，而且還能從一定程度上抑制煤礦企業(yè)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。作為一種新型技術(shù)，它未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展前景也很大，能為更多的煤礦企業(yè)解決實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦企業(yè)一直以來(lái)都是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，但是煤礦企業(yè)的安全問(wèn)題一直以來(lái)都受到國(guó)家和人民的重視，隨著煤礦企業(yè)過(guò)度的開(kāi)挖，安全事故頻繁發(fā)生，幾乎每年都有煤礦企業(yè)發(fā)生安全事故。為了做好煤礦地質(zhì)災(zāi)害的安全管理工作，企業(yè)負(fù)責(zé)人也是想出了多種方法和制度。綜合物探方法就是一種新型的方法技術(shù)，本文針對(duì)綜合物探方法在煤礦地質(zhì)災(zāi)害中的研究應(yīng)用進(jìn)行了討論，首先分析了煤礦地質(zhì)災(zāi)害中常見(jiàn)的問(wèn)題，比如含煤地層的構(gòu)造水和斷層導(dǎo)水、陷落柱問(wèn)題、煤礦采空區(qū)問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在都極易引發(fā)煤礦企業(yè)的地質(zhì)災(zāi)害，發(fā)生安全事故。為了解決這些問(wèn)題，本文提出了幾個(gè)解決方法，采空區(qū)含水(陷落柱)勘探方法、相干體與方差體技術(shù)解釋與應(yīng)用和等時(shí)切片技術(shù)及其應(yīng)用。對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，地方、地形地貌不同，產(chǎn)生的危險(xiǎn)系數(shù)程度也不同，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同地區(qū)的情況采用合理的方法，有效解決地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的問(wèn)題，保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，同時(shí)也保證工人的安全。